第5节磁生电

1、电流电流 磁场磁场1820年年奥斯特奥斯特磁场磁场 电流电流?法拉第法拉第电能生磁电能生磁如何才能让磁产生电呢？法拉第法拉第17911791年出生于英国年出生于英国萨利，由于家境贫寒，童萨利，由于家境贫寒，童年时生活很清苦。年时生活很清苦。法拉第法拉第小的时候，在父亲的教导小的时候，在父亲的教导下，学习简单的加减乘除下，学习简单的加减乘除计算。十三岁就到一家书计算。十三岁就到一家书店学习钉书，成为一名钉店学习钉书，成为一名钉书匠。这一段时间，对他书匠。这一段时间，对他的一生有深远的影响。法的一生有深远的影响。法拉第在电学中的成就首推拉第在电学中的成就首推两大定律两大定律与与发电机的发明。发电机

2、的发明。选择实验器材选择实验器材要方便的获得磁场需要什么器材？要方便的获得磁场需要什么器材？要观察电路中有无电流，需要什么仪表？要观察电路中有无电流，需要什么仪表？要把电流表连入电路还需要哪些器材？要把电流表连入电路还需要哪些器材？磁体磁体灵敏电流表灵敏电流表导线、开关导线、开关演示实验，观察现象演示实验，观察现象1 1、导体在磁场中、导体在磁场中不动不动；2 2、导体在磁场中做、导体在磁场中做垂直于垂直于磁场方向的运动；磁场方向的运动；3 3、导体在磁场中做、导体在磁场中做平行于平行于磁场方向的运动；磁场方向的运动；4 4、电路断开时，重复第、电路断开时，重复第2 2步实验。步实验。实验记录

3、：实验记录：实验步骤实验步骤试验现象试验现象说明说明导体在磁场中不动导体在磁场中不动导体向上运动导体向上运动导体向下运动导体向下运动导体向右运动导体向右运动导体向左运动导体向左运动电路断开，导体向电路断开，导体向右、左运动右、左运动指针不偏转指针不偏转指针不偏转指针不偏转指针不偏转指针不偏转指针偏转指针偏转指针偏转，方向指针偏转，方向与上面相反与上面相反指针不偏转指针不偏转无电流无电流无电流无电流无电流无电流有电流有电流有电流有电流无电流无电流电磁感应电磁感应：闭合电路闭合电路的一部分导体一部分导体在磁场里做切割磁感线运动做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。感应电流感应

4、电流：由于电磁感应产生的电流。感应电压产生的必要条件感应电压产生的必要条件：导体做切割磁感线运动磁生电的两个必要条件磁生电的两个必要条件导体是闭合回路的一部分导体是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运导体做切割磁感线的运动动实验分析实验分析在刚才的实验中，指针的方向在改变，在刚才的实验中，指针的方向在改变，说明电流是有方向的，那么感应电流的说明电流是有方向的，那么感应电流的方向与哪些因素有关呢？方向与哪些因素有关呢？如何用实验来证明？如何用实验来证明？ 1、 感应电流的方向与感应电流的方向与 和和 有有关；改变其中的一个，电流方向关；改变其中的一个，电流方向 ；若同时改变；若同时改变这两个方向

5、，电流方向这两个方向，电流方向 。 磁场方向磁场方向导体运动方向导体运动方向改变改变不变不变、在电磁感应中，、在电磁感应中， 转变成了转变成了 。机械能机械能电能电能这三个方向可用这三个方向可用右手定则右手定则来判定来判定电磁感应实验电磁感应实验: :右手定则右手定则 右手四指与大拇指垂直并在同一平面内右手四指与大拇指垂直并在同一平面内, ,手心手心对着对着N N极极( (让磁感线垂直穿过手心让磁感线垂直穿过手心),),大拇指大拇指指向导体切割磁感线的运动方向指向导体切割磁感线的运动方向, ,则则四四指指所指示的方向就是导体中感应电流的方向所指示的方向就是导体中感应电流的方向. .感应电流的大

6、小与哪些因素有关？感应电流的大小与哪些因素有关？建立假设建立假设：1 1、导线切割的、导线切割的速度大小速度大小； 2 2、导线切割的、导线切割的速度方向速度方向； 3 3、永磁体的、永磁体的强度强度； 4 4、切割导线的、切割导线的条数条数； 5 5、切割导线的、切割导线的有效长度有效长度。设计实验方案设计实验方案：（以假设（以假设1为例）为例） 实验方法：实验方法： 在此实验中应控制哪些变量？在此实验中应控制哪些变量？进行实验进行实验：（演示）（演示） 得出结论得出结论： 感应电流的大小与感应电流的大小与导线切割的速度大小有关，速度越大，电流越大。控制变量法控制变量法 由实验可知：影响感应

7、电流由实验可知：影响感应电流大小的因素是大小的因素是导线切割的速度大导线切割的速度大小小、 永磁体的强度永磁体的强度、切割导线切割导线的条数的条数、切割导线的有效长度切割导线的有效长度。而与导线切割的速度方向无关。而与导线切割的速度方向无关。 1产生感生电流的条件是：电路_，一部分导线作 。 2 . 导体在磁场中作切割磁感应线运动，一定有 。不一定有 产生。若电路是闭合的，则一定也有 。闭合切割磁感线的运动感应电压感应电流感应电流 4图图1中，闭合线圈的一部分导线在磁场中运动，能产生中，闭合线圈的一部分导线在磁场中运动，能产生感生电流的是感生电流的是 A(a)图和图和(b)图图 B(a)图和图

8、和(c)图图C(a)图和图和(d)图图 D(c)图和图和(d)图图3 3下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A A导线在磁场中运动就能产生感生电流；导线在磁场中运动就能产生感生电流；B B闭合电路的一部分导线在磁场中运动就一定能产生感生电闭合电路的一部分导线在磁场中运动就一定能产生感生电流；流；C C闭合电路的一部分导线在磁场中作切割磁感应线的运动，闭合电路的一部分导线在磁场中作切割磁感应线的运动，一定能产生感生电流；一定能产生感生电流；D D闭合线圈在磁场中作切割磁感应线的运动，一定能产生感闭合线圈在磁场中作切割磁感应线的运动，一定能产生感生电流。生电流。CB4.要改变导体在磁场中产生感应

9、电流的方向，要改变导体在磁场中产生感应电流的方向，下面哪种做法是正确的下面哪种做法是正确的 ( ) A.改变磁场强弱改变磁场强弱 B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方向同时改变磁场方向和切割磁感线的方向 C.改变切割磁感线的速度改变切割磁感线的速度 D.只改变磁场方向或切割磁感线方向只改变磁场方向或切割磁感线方向D 什么叫电磁感应？什么叫电磁感应？感应电流的方向大小跟哪些因素有关感应电流的方向大小跟哪些因素有关?手摇发电机与手摇发电机与电流表连接起电流表连接起来，缓慢摇动来，缓慢摇动手摇发电机，手摇发电机，观察电流表指观察电流表指针运动情况。针运动情况。灯为什么会一闪一闪的？灯为什么会一闪一闪

10、的？、呈闭合回路的矩形线圈在磁场中、呈闭合回路的矩形线圈在磁场中不断地不断地转动转动时，线圈中就有方向时，线圈中就有方向不断改变不断改变的感应电的感应电流产生。流产生。、交流发电机就是根据、交流发电机就是根据电磁感应现象电磁感应现象制成的。制成的。发电机是如何工作的呢？发电机是如何工作的呢？1、交流发电机的原理：、交流发电机的原理：线圈线圈圆环圆环电刷电刷磁体磁体利用电磁感应现象利用电磁感应现象 分析下图，发电机的分析下图，发电机的结构结构包括什么？在各包括什么？在各个位置时线圈中的个位置时线圈中的电流方向电流方向怎样？怎样？abcdAB图图abab和和cdcd边的运动方向与磁场边的运动方向与

11、磁场平行平行，线圈中没有电流，线圈中没有电流图图abab和和cdcd边的运动方向与磁场边的运动方向与磁场垂直垂直，用，用右手定则右手定则可可判断出，线圈中的电流方向为判断出，线圈中的电流方向为d dc cb ba aabcd(2)abab和和cdcd不断做不断做切割磁感线切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变运动，由于磁感线方向是不变的，而的，而abab和和cdcd的运动方向总是相反，并且不断改变，于的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了是线圈和外部电路就有了方向不断改变方向不断改变的感应电流的感应电流abdcAB1、 线圈转动线圈转动一周一周，电流方向，电流方向改变两次改变

12、两次。、这种周期性改变方向的电流叫、这种周期性改变方向的电流叫交流电交流电。 、方向不发生改变的电流叫、方向不发生改变的电流叫直流电直流电。例电池。例电池。、发电机发电机是把机械能转化为电能的机器是把机械能转化为电能的机器 发电机由转发电机由转子和定子两部分子和定子两部分组成。组成。一般采用一般采用线圈不动、磁极线圈不动、磁极旋转的方法来发旋转的方法来发电电。还用电磁体。还用电磁体代替永磁体。代替永磁体。实际使用的交流发电机（旋转磁场式）实际使用的交流发电机（旋转磁场式）1 1、组成：、组成：定子定子线圈；转子线圈；转子电磁铁电磁铁原因原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转：线圈匝数多，导线很粗

13、，高速旋转困难；使用电磁铁可得到强磁场困难；使用电磁铁可得到强磁场2 2、应用：、应用：动力机：水轮机、汽轮机（核电站）、动力机：水轮机、汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等认识我国的交流电：认识我国的交流电：周期：周期：0.02秒，频率：秒，频率：50赫兹（赫兹（Hz）即每秒电流方向改变即每秒电流方向改变100次。次。交流电的周期：交流电的周期： 交流电完成一次周期性变化需要的时间交流电完成一次周期性变化需要的时间.交流电的频率：交流电的频率： 在一秒内交流电完成周期性变化的次数在一秒内交流电完成周期性变化的次数.电动机与发电机比较 1.1.发电

14、机的结构发电机的结构原则上和电动机是原则上和电动机是完全相同完全相同的的. 2. 2.电动机电动机是消耗电能是消耗电能而输出机械能而输出机械能( (把电能把电能转化成机械能转化成机械能););发电机发电机是消耗机械能是消耗机械能而输出电能而输出电能. .8 8、直流电动机与交流发电机的区别直流电动机与交流发电机的区别项目项目直流电动机直流电动机交流发电机交流发电机工作原理工作原理通电线圈在磁通电线圈在磁场中转动场中转动电磁感应现象电磁感应现象构造构造换向器换向器两个铜圆环两个铜圆环电流电流方向方向线圈线圈电流方向发生电流方向发生改变改变交流电交流电外部电路外部电路直流电直流电交流电交流电能量转

15、化能量转化电能转化为机电能转化为机械能械能机械能转化为电机械能转化为电能能1.1.周期性改变周期性改变_的电流叫交流电，的电流叫交流电，_不变的电流叫直流电，发电机提供的是不变的电流叫直流电，发电机提供的是_电，电池提供的是电，电池提供的是_ _ 电电 2.2.我国的交流发电机的转子每秒转我国的交流发电机的转子每秒转_周，周，即交流电的变化频率是即交流电的变化频率是_赫，因此赫，因此交流交流电的方向电的方向每秒要改变每秒要改变_次。次。 方向方向方向方向交流交流直流直流50501003.发电机的主要构造分成发电机的主要构造分成_和和_两部分，大型发两部分，大型发电机的线圈作电机的线圈作_，电磁铁，电磁铁作作_。实用发电机的转子。实用发电机的转子由水轮机、由水轮机、_等带动旋转。等带动旋转。定子定子转子转子定子定子转子转子汽轮机汽轮机4.交流发电机制造的原理是（交流发电机制造的原理是（ ）A电流的磁效应电流的磁效应 B电流的磁现象电流的磁现象C电磁感应现象电磁感应现象 D电磁铁原理电磁铁原理5.我国使用的交流电的频率为我国使用的交流电的频率为50赫兹，赫兹，在在10秒内电流方向改变了（秒内电流方向