第八章

電磁相互作用及應(yīng)用第1節(jié)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象；了解感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動的方向及

磁場的方向有關(guān)。2.知道發(fā)電機(jī)的工作原理，知道發(fā)電機(jī)在工作時能量如何轉(zhuǎn)化，知道我們生產(chǎn)、生活中用的電是交流電。探究導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流的條件：按照如圖所示，把導(dǎo)線

AB

的兩端分別連接在靈敏電流表的兩個接線柱上，組成一個閉合回路。知識點(diǎn)1法拉第的發(fā)現(xiàn)——電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析磁體不動，AB左右運(yùn)動導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動時，不產(chǎn)生電流導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，產(chǎn)生電流AB不動，磁體左右運(yùn)動磁體不動，AB上下運(yùn)動AB不動，磁體上下運(yùn)動磁體不動，AB前后運(yùn)動AB不動，磁體前后運(yùn)動導(dǎo)線和磁體都不動靈敏電流表指針不偏轉(zhuǎn)靈敏電流表指針不偏轉(zhuǎn)靈敏電流表指針左右偏轉(zhuǎn)導(dǎo)體在磁場中靜止時，不產(chǎn)生電流歸納總結(jié)：

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。交流討論：

實(shí)驗(yàn)中增大感應(yīng)電流的措施：讓導(dǎo)體迅速切割磁感線；換用磁性更強(qiáng)的磁體；使用多根導(dǎo)線并聯(lián)后作為閉合電路中的導(dǎo)體；盡量選用電阻小的導(dǎo)線作為閉合電路中的導(dǎo)體；可將回路切割磁感線的導(dǎo)體換成多匝線圈。2.理解磁生電的條件（1）做切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分，而不是整個電路。（2）只要導(dǎo)體運(yùn)動的方向與磁感線有一定角度，而不是與磁感線平行，導(dǎo)體就會切割磁感線。（3）“切割磁感線運(yùn)動”是指導(dǎo)體與磁場的相對運(yùn)動。當(dāng)導(dǎo)體不動，磁場運(yùn)動時能切割磁感線；當(dāng)磁場不動，導(dǎo)體運(yùn)動時也能切割磁感線。3.感應(yīng)電流：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。4.感應(yīng)電流方向的影響因素：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的方向和磁場方向。5.感應(yīng)電流大小的影響因素：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的速度、磁場的強(qiáng)弱、切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體的有效長度和線圈的匝數(shù)。6.能的轉(zhuǎn)化：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。某同學(xué)用如圖所示的裝置研究電磁感應(yīng)。（1）如圖甲所示，保持蹄形磁體豎直放置，使導(dǎo)體AB從圖示位置向上運(yùn)動，電路中

（選填“無”或“有”）感應(yīng)電流。（2）如圖乙所示，保持線圈不動，使蹄形磁體快速向左運(yùn)動，靈敏電流計指針

（選填“不會”或“會”）偏轉(zhuǎn)。有會解析：（1）由圖甲可知，導(dǎo)體

AB

從圖示位置向上運(yùn)動，做切割磁感線運(yùn)動，電路中有感應(yīng)電流。（2）由圖乙可知，線圈不動，蹄形磁體快速向左運(yùn)動時線圈切割磁感線，電路中也有感應(yīng)電流，因此電流計指針會偏轉(zhuǎn)。知識點(diǎn)2發(fā)電機(jī)1.如圖

所示是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，主要由轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)和定子(固定部分)兩部分組成。發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成，發(fā)電的過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。交流發(fā)電機(jī)的工作過程

隨著線圈的轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向也在周期性地變化。這樣的電流叫做交變電流，簡稱交流電(AC)。手搖發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小、方向發(fā)生周期性變化。2.交變電流在交變電流中，電流周期性變化的次數(shù)與所用時間的比叫做這一交變電流的頻率，單位是赫茲(Hz)。我國電網(wǎng)的交流電頻率是50Hz。我國交流電頻率為50Hz，周期為0.02s，即發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周的時間為0.02s，1s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周，因?yàn)槊哭D(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次，所以1s內(nèi)其方向改變100次。如圖是發(fā)電機(jī)工作的示意圖，從圖中我們知道，若發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，線圈轉(zhuǎn)速為3000r/min，則產(chǎn)生的電流的頻率是

Hz，1s內(nèi)電流表的電流方向改變

次。50100解析：從題圖中可以看出，此發(fā)電機(jī)發(fā)出的為交變電流，線圈轉(zhuǎn)一圈為一個周期，電流方向改變兩次，而線圈的轉(zhuǎn)速為3000r/min，即50r/s，所以產(chǎn)生交變電流的頻率為50Hz，1s內(nèi)電流表的電流方向改變100次。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的電路中，原本沒有電源，在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體實(shí)質(zhì)上就是電源。1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：導(dǎo)體是閉合電路的一部分且做切割磁感線運(yùn)動。2.決定感應(yīng)電流方向：①磁場方向；②導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動方向。3.發(fā)電機(jī)交流電：電流大小、方向隨時間周期性變化。能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能→電能和內(nèi)能。一、磁場對通電導(dǎo)線的作用1.通電導(dǎo)體在磁場中受到

。

2.力的方向跟

、

都有關(guān)系,當(dāng)電流方向或磁感線方向變得相反時,通電導(dǎo)體的受力方向也變得相反。當(dāng)電流方向和磁感線方向同時反向時,通電導(dǎo)線的受力方向不變。

二、電動機(jī)的基本構(gòu)造1.工作原理:通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動。2.構(gòu)造:能夠轉(zhuǎn)動的部分叫

,固定不動的部分叫____________。

3.能量轉(zhuǎn)化:電動機(jī)工作時,把

轉(zhuǎn)化為

。

4.換向器的作用:當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過

后,自動改變線圈中的

。力的作用

電流方向

磁感線方向

轉(zhuǎn)子

定子

電能

機(jī)械能

平衡位置

電流方向

直流電動機(jī)的工作原理電動機(jī)由兩部分組成:能夠轉(zhuǎn)動的線圈和固定不動的磁體。能夠轉(zhuǎn)動的部分叫作轉(zhuǎn)子,固定不動的部分叫作定子。其中E、F是換向器,換向器的構(gòu)造是圖中兩個半環(huán),E和F跟線圈相連,E、F彼此絕緣,并能隨線圈一起轉(zhuǎn)動,A、B是電刷,它們跟換向器接觸,使電源和線圈組成閉合電路。電動機(jī)轉(zhuǎn)動過程的示意圖如圖所示。圖甲線圈處于水平狀態(tài),電刷A跟換向器的F相連,電刷B跟換向器的E相連,線圈中的電流方向是B→E→a→b→c→d→F→A,線圈順時針轉(zhuǎn)動。圖乙線圈轉(zhuǎn)到平衡位置,兩電刷恰好接觸兩半環(huán)間的絕緣部分,線圈由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)過平衡位置后,電刷B跟換向器F相連,電刷A跟換向器的E相連,此時線圈中的電流方向?yàn)锽→F→d→c→b→a→E→A,線圈中電流方向改變。圖丙ab和cd中的電流方向與圖甲相反,受力方向也相反。圖丙中的cd段導(dǎo)線跟圖甲中的ab段導(dǎo)線中電流方向和磁感線方向相同,受力方向一致,圖丙中的ab段導(dǎo)線跟圖甲中的cd段導(dǎo)線中電流方向和磁感線方向相同,受力方向一致,因此,線圈應(yīng)按原來的順時針方向轉(zhuǎn)動?！纠}】

(多選)直流電動機(jī)中換向器的作用是

(

)A.當(dāng)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時,換向器可不停地改變線圈中的電流方向B.每當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時,換向器就能自動改變線圈中的電流方向C.當(dāng)線圈在磁場內(nèi)轉(zhuǎn)動時,換向器每0.2s改變一次線圈中的電流D.線圈在磁場中每轉(zhuǎn)動一圈,換向器就將線圈中的電流方向改變兩次解析:換向器就是跟線圈連接在一起的銅制半環(huán),隨線圈一起轉(zhuǎn)動,由于在轉(zhuǎn)動過程中跟電刷交替接觸,因此每轉(zhuǎn)過平衡位置,線圈中的電流方向就改變一次。換向器的作用是線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時自動改變線圈中的電流方向,使得通電線圈在后半周也獲得動力,從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子不停地轉(zhuǎn)動起來,所以選項(xiàng)A錯誤而選項(xiàng)B正確;換向器每隔多長時間改變一次線圈中的電流方向是由線圈在磁場中的轉(zhuǎn)速決定的,并不固定,所以選項(xiàng)C錯誤;線圈每轉(zhuǎn)一圈,都要兩次經(jīng)過平衡位置也就是兩次改變電流方向,選項(xiàng)D正確。答案:BD

一、磁場對通電導(dǎo)線的作用1.關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場中受力方向的說法正確的是(

)A.只與磁場方向有關(guān)B.只與電流方向有關(guān)C.同時與磁場方向和電流方向有關(guān)D.以上說法都正確

C通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用,受力方向與電流方向和磁場方向都有關(guān)。2.通電導(dǎo)線在磁場中要受力的作用,如果只改變電流方向,導(dǎo)線的受力方向

;如果只改變磁場方向,導(dǎo)線的受力方向

,說明通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向跟

和

有關(guān)。改變

改變

磁場方向

電流方向

二、電動機(jī)的基本構(gòu)造3.小華家購買了一臺豆?jié){機(jī),豆?jié){機(jī)使用電動機(jī)作為動力,電動機(jī)將(

)

A.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能