九物20.5《磁生电》(上课用)

第二十章电与磁五磁生电奥斯特实验实验的结论如果把电源“+”极与导线连接，可观察到的现象是______________________,断开电路则可观察到_______________________。NS磁电?英国科学家法拉第经过10年的研究，在1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。法拉第发现了磁生电，导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元

学习目标：1、知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。2、知道发电机的工作原理，影响感应电流强弱和方向的因素。3、知道什么是交变电流，知道我国生产和生活用的交变电流的频率是50Hz,周期是0.02S，能把交变电流和直流电区分开来。实验探究提出问题1.什么情况下磁能生电？设计猜想G_+2.要使磁生电须哪些器材？①最方便获得的磁场用什么器材？②要方便测出电流用什么器材？③要把电流表接入电路要哪些器材？研究电磁感应下面的表格是实验中需要探索的问题，请根据实验情况完成表格。序号导体运动情况磁场电流表指针方向1导线静止U型磁体内部2导线上下运动3导线向左运动4导线向右运动5导线左右斜向转动………………不摆动不摆动摆动摆动摆动

现象总结：1、当导线上下运动时没有电流产生。2、当导线左右运动时有电流产生。3、当导线前后运动时没有电流产生。

实验结论闭合电路的一部分导体1做切割磁感线运动2电磁感应条件1、电磁感应：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应。2、感应电流：

由于发生电磁感应现象而产生的电流叫感应电流。3、电磁感应现象中能的转化是怎样的？是机械能转化为电能。切割灯泡实验1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里,他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验。科拉顿“跑失良机”

然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。科拉顿的这个失败，是一个什么样的失败呢？后人有各种各样的议论。有人说这是一次“成功的失败”。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁性足够强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流计的指针确实是摆动了的。也就是说，电磁感应的实验是成功了，只不过科拉顿没有看见，他跑得还是“太慢”，连电流计指针往回摆也没看见，有人说，这是一次“遗憾的失败”。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里，或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方，那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。有人说，这是一次“真正的失败”。因为科拉顿没能转变思想，没有从“稳态”的猜想转变到“暂态”的考虑上来，所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此，法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训，他决定不再固守“稳态”的猜想，终于在1831年8月，观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。右手定则右手定则亦称“发电机定则”。确定导体在磁场中运动时导体中感生电流方向的定则。伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并都和手掌在同一平面内。假想将右手放入磁场中，让磁力线垂直地从手心进入，使拇指指向导体运动的方向，这时其余四指所指的方向就是感应电流的方向。影响感应电流的方向影响感应电流方向的因素：1、感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。2、感应电流的方向与磁感线的方向有关。3、改变磁感线或导体运动中某一个方向，感应电流方向发生改变，如果同时改变两个方向，感应电流的方向不变。SNNSNS.××练习：图中A、D已标出了磁场方向、导体切割磁感线的方向和产生的电流方向，请在B、C、E、F图中标出电流的方向。ABC注：——表示电流的方向垂直纸面向里，

——表示电流的方向垂直纸面向外。×·SNNSNS..没电流DEF注：——表示电流的方向垂直纸面向里，

——表示电流的方向垂直纸面向外。×·电磁感应现象的能量转化:

在电磁感应现象中，消耗了机械能，但在闭合电路中产生了电流，获得了电能，实现了从机械能向电能的转化

下面是生活中的真实发电机，你见过的发电机还有哪些，可以互相交流。家用小型发电机风力发电机大型水力发电机

发电机是把机械能转化为电能的机器

发电机原理：电磁感应现象当导线在磁场中左右不断往复运动时，闭合回路中就产生连续的电流。那么，怎样才能使导线在磁场中不断地运动呢？

利用转动，就可以很方便地使导线在磁场中不断地运动。同时，为了增强电流，用多匝线圈代替单根导线，这就是手摇发电机的模型。组织讨论：手摇式发电机获取新知发电机知识点1①②③④adcABab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd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方向不断改变的感应电流.b交流发电机工作原理

从发电机工作过程中可以看出：线圈转动一周，电流变化两次，这种周期性改变的电流叫交流电。每秒周期性变化的次数叫频率，转动一周所需时间叫周期。我国生活用的交流电周期是0.02s,频率是50Hz.周期性改变电流方向的电流叫做交流电.方向不变的电流叫直流电.线圈转动一圈，电流方向改变2次

（1）周期：完成一次周期性变化需要的时间（秒）（2）频率：1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）问：生活用电的周期、频率、每秒方向改变次数我国交流电周期是0.02秒，频率为50赫兹，每秒电流方向改变100次实际使用的交流发电机（旋转磁场式）1、组成：定子——线圈；转子——电磁铁原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难；使用电磁铁可得到强磁场2、动力机：水轮机、汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等发电机发电机是根据电磁感应原理工作的是机械能转化为电能的机器发电机与电动机的比较

1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的2、电动机是消耗电能而输出机械能;

发电机是消耗机械能而输出电能3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的原理发电机:利用电磁感应原理可分为交流发电机和直流发电机两类。发电机和电动机的区别电动机发电机原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应现象能量的转化电能转化为机械能机械能转化为电能线圈转动原因通电线圈受磁力作用转动线圈在外力作用下转动线圈中电流来源由电源提供线圈转动产生感应电流电路中作用用电器电源作用把声音转化为电流原理电磁感应现象构造如图：在接收声音的膜片后粘着一个线圈，它能随膜片一起振动，膜片后有一个环形永磁铁，线圈置于它的磁场中。工作过程当对着话筒说话时，声音使膜片振动，线圈也跟着在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。动圈式话筒知识点3550MW大型发电机组转子吊装宁波市镇海火电厂同学们：这节课你学到了什么？让我们一起来回顾一下吧！畅谈收获：课堂小结1、磁能否产生电能2、是否无论如何运动都能产生电流？否3、如何运动才会产生感应电流？还需要什么条件？导体做切割磁感线运动，导体必须是闭合的而且是一部分1.周期性改变____的电流叫交流电，_____不变的电流叫直流电，发电机提供的是_____电，电池提供的是__电2.我国的交流发电机的转子每秒转____周，即交流电的变化频率是____赫，因此交流电的方向每秒要改变___次。方向方向交流直流5050100达标检测：3.发电机的主要构造分成____和____两部分，大型发电机的线圈作_____，电磁铁作_____。实用发电机的转子由水轮机、_____等带动旋转。定子转子定子转子汽轮机4.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（）A、交流电和直流电B交流电和交流电C直流电和交流电D直流电和直流电5.此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？B发电机电磁感应原理机械能转化为电能6.交流发电机制造的原理是（）A电流的磁效应B电流的磁现象C电磁感应现象D电磁铁原理7.我国使用的交流电的频率为50赫兹，在10秒内电流方向改变了（）A、500次B、50次C、100次D、1000次CD补充感应电流的大小与导线切割的速度、永磁铁的强度、切割导线的条数、切割导线的有效长度有关。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。再见！课后习题1.中的a表示垂直于纸面的一根导线.它是闭合电路的一部分：它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？解答：第3、4两种情况下产生感应电流.NNNNSSSSaaaa2.发电机的主要结构是什么？它的电能从哪里来？又到哪里去？解答：发电机主要由定子和转子构成；它的电能来源于转子的机械能；电能通过用电器转化成其他形式的能，如灯泡发光时将电能转化成光能和热能、电动机工作时将电能转化成机械能等。3.电池产生的电流方向不变称为直流电。观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，能看出它们有什么不同吗？解答：手电筒灯泡的亮度比较稳定，手摇发电机灯泡一闪一闪的发光，发出的是交流电.4.当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多。如图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中，把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过扬声器听到你说话的声音。请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理。解答：当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后，通过扬声器还原成声音.5.我国供生产