第二十章電與磁

第5節(jié)磁生電

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)與技能

1、了解電磁感應(yīng)原理。

2、知道電磁感應(yīng)原理在生活中的應(yīng)用。

3、知道發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

過(guò)程與方法

探究磁生電的條件，進(jìn)一步了解電和磁之間的相互聯(lián)系.

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系的本質(zhì)，進(jìn)一步了解探索自然奧妙的科學(xué)方法.

【教學(xué)重難點(diǎn)】

重點(diǎn)：知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象；知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

難點(diǎn)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

【教學(xué)過(guò)程】

【新課引入】

通過(guò)對(duì)前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們了解到，奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了通電導(dǎo)體周圍存在

磁場(chǎng)，即電生磁。那么磁又能生電嗎？答案是肯定的。下面我們一起來(lái)看一個(gè)磁

生電的現(xiàn)象。

奧斯特實(shí)臉揭示了：通

電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)

電磁

電磁

【新課教學(xué)】

一、磁生電

這里有一個(gè)小型的裝置。該裝置主要由兩部分組成。一部分是磁極，一部分

是線圈?，F(xiàn)在將該裝置用導(dǎo)線與一個(gè)燈泡相連。若不安裝磁極，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的手柄，

使裝置的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，說(shuō)明電路中沒(méi)有產(chǎn)生電流。若安裝上磁

極，再次轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的手柄。發(fā)現(xiàn)燈泡亮了起來(lái)，說(shuō)明電路中產(chǎn)生了電流。這一現(xiàn)

象表明磁確實(shí)能產(chǎn)生電。

磁能生電的現(xiàn)象，早在1831年就由英國(guó)物理學(xué)家法拉第通過(guò)10年的不斷探

索與努力而率先發(fā)現(xiàn)。法拉第于1791年9月22日出生在一個(gè)貧苦的鐵匠家庭,

僅上過(guò)小學(xué)，曾當(dāng)過(guò)裝訂書(shū)籍的學(xué)徒，但他從小熱愛(ài)科學(xué)，通過(guò)自身的刻苦和勤

奮終成一代科學(xué)巨匠。法拉第的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，后來(lái)發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使人類大規(guī)模用電成為可能，開(kāi)辟了電氣化

的時(shí)代

今天，無(wú)論我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾娺€是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的電，大多是由

電網(wǎng)提供的，是從發(fā)電廠里的發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生的，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離的傳輸，到達(dá)工廠、

農(nóng)村、學(xué)校和家庭。那么發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢，磁生電有什么樣的條件和規(guī)律

呢？下面我們一起來(lái)探究磁生電的條件和規(guī)律。

二、探究磁生電的條件和規(guī)律

本實(shí)驗(yàn)用到的器材有：U型磁鐵，線圈，靈敏電流計(jì)，鐵架臺(tái)。開(kāi)關(guān)和若干

導(dǎo)線。用導(dǎo)線將線圈、靈敏電流計(jì)和開(kāi)關(guān)連接起來(lái)組成一個(gè)電路，并將線圈置于

磁場(chǎng)中。其中靈敏電流計(jì)可以用于檢驗(yàn)電路中是否有電流產(chǎn)生。為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

更加明顯，本實(shí)驗(yàn)中把導(dǎo)體棒ab換成了一個(gè)線圈。下面我們一起來(lái)探究磁生電

的條件。組裝好電路，然后閉合開(kāi)關(guān)。如果線圈靜止不動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)

的指針沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。說(shuō)明閉合同路中沒(méi)有產(chǎn)生電流。如果將線圈上下移動(dòng)。我

們發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針仍然沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。說(shuō)明閉合回路中還是沒(méi)有電流產(chǎn)生。

如果將線圈左右移動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。說(shuō)明閉合回路中

產(chǎn)生了電流。如果將線圈傾斜移動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針仍然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

說(shuō)明閉合同路中同樣產(chǎn)生了電流?，F(xiàn)在把開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。然后將線圈左右移動(dòng)或者將

線圈傾斜移動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針都不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)。說(shuō)明閉合回路中沒(méi)

有產(chǎn)生電流。

導(dǎo)體靜止導(dǎo)體上下移動(dòng)

導(dǎo)體傾斜移動(dòng)

下面我們一起來(lái)仔細(xì)分析一下剛才實(shí)驗(yàn)中所看到的現(xiàn)象。當(dāng)導(dǎo)體靜止在磁場(chǎng)

中時(shí)。回路中沒(méi)有電流。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中上下移動(dòng)時(shí)?；芈分腥匀粵](méi)有電流。當(dāng)

導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右移動(dòng)時(shí)?；芈分挟a(chǎn)生了電流。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中傾斜移動(dòng)時(shí)?；?/p>

路中仍然可以產(chǎn)生電流，但是如果將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。無(wú)論導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右移動(dòng)，還

是傾斜移動(dòng)?；芈分卸疾荒墚a(chǎn)生電流。根據(jù)以上現(xiàn)象，請(qǐng)同學(xué)們思考一下?；芈?/p>

中要想產(chǎn)生電流即磁生電，需要具備什么樣的條件呢？

我們知道U形磁體中間部分的磁場(chǎng)方向是從北極出發(fā)回到南極，為了便于理

解，同學(xué)們可以將描述磁場(chǎng)的磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線，把導(dǎo)體想象成

一把刀。通過(guò)仔細(xì)分析我們發(fā)現(xiàn)?；芈分心墚a(chǎn)生電流的兩次實(shí)驗(yàn)中都存在兩個(gè)共

同點(diǎn)。一是電路必須為一個(gè)閉合回路。二是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須要切斷磁

感線。而回路中沒(méi)有產(chǎn)生電流的三次實(shí)驗(yàn)中，導(dǎo)體要么靜止。電路要么斷開(kāi)。以

及導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有切斷磁感線。

綜上所述，磁生電的條件有兩個(gè)。一、開(kāi)關(guān)閉合，電路處于閉合狀態(tài)。二、

導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。這種由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象

叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。不知道同學(xué)們是否注意觀察到,

在剛才的實(shí)驗(yàn)中。靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向是不同的。這說(shuō)明閉合回路中產(chǎn)生

的感應(yīng)電流方向也是不同的。那么回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與什么因素有關(guān)呢？

我們?cè)賮?lái)仔細(xì)觀察一下。

當(dāng)線圈向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，表明電路中產(chǎn)生了電流；當(dāng)

線圈向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了另一方向的電流。如果

保持線圈的運(yùn)動(dòng)方向不變，繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。但改變磁場(chǎng)的方向。我們發(fā)現(xiàn)靈敏電

流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向再一次發(fā)生改變，這表明電路中的電流方向又發(fā)生了變化。

我們把實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象記錄在表格中。同學(xué)們仔細(xì)分析表格中的現(xiàn)象。你是否能

得出影響感應(yīng)電流方向的因素有哪些呢？

從表格中我們不難發(fā)現(xiàn)。當(dāng)磁場(chǎng)方向不變。導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變時(shí)。感

應(yīng)電流的方向會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向不變。磁場(chǎng)方向改變時(shí)。感應(yīng)電流

的方向也會(huì)發(fā)生變化。綜上所述，影響感應(yīng)電流方向的因素有兩個(gè)。一、導(dǎo)體運(yùn)

動(dòng)的方向C一、磁場(chǎng)的方向C如果導(dǎo)體在磁場(chǎng)中左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，靈敏電流的指針

會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)，電路中產(chǎn)生的是交變電流，簡(jiǎn)稱交流。我國(guó)的電網(wǎng)就是用，頻率為

50赫茲的交流電供電。

三、電磁感應(yīng)原理

閉合電路中的一部分導(dǎo)

體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)

動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。

這種由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁

感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做

感應(yīng)電流。

感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體

運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都有關(guān)。

科學(xué)研究證明：閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)

體中就產(chǎn)生電流。這種由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)

象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向都

有關(guān)。人們把這一規(guī)律稱之為電磁感應(yīng)原理。

電磁感應(yīng)原理在生活中的應(yīng)用非常廣泛，除了我們熟知的發(fā)電機(jī)以外還有電

磁爐、變壓器、發(fā)光輪滑、手搖式電筒等等。而發(fā)電機(jī)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活都有

著深遠(yuǎn)的影響。下面我們來(lái)簡(jiǎn)單了解一下發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。

四、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

磁體（定子）1發(fā)圖（轉(zhuǎn)子）

銅環(huán)電刷機(jī)械能一電能

之前演示的小型裝置其實(shí)就是一個(gè)小型的發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子

兩部分組成，定子就是發(fā)電機(jī)工作時(shí)固定不動(dòng)的部分（如磁體部分）；而轉(zhuǎn)子就

是發(fā)電機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分（如線圈）。為了把線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流輸送給用

電器，還要用銅環(huán)和電刷把線圈和用電器連接起來(lái)。當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，燈

泡會(huì)發(fā)光，這表明發(fā)電機(jī)在工作時(shí)會(huì)將線圈運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

而實(shí)際的發(fā)電機(jī)要豆雜得多，但仍然是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。大型發(fā)電

機(jī)發(fā)的電，電壓很高、電流很強(qiáng)，一般采取線圈不動(dòng)、磁體旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)發(fā)電,

為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，要用電磁鐵代替永磁體。

要想讓大型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)可不是一件容易的事，例如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)

電、火力發(fā)電以及核能發(fā)電等。都是靠?jī)?nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械的帶動(dòng),

把燃料中的化學(xué)能或者水庫(kù)中水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

同學(xué)們，今天的新課我們就上到這里，下面我們起來(lái)檢驗(yàn)一下大家的學(xué)習(xí)成果

【課堂練習(xí)】

例題M831年，英國(guó)物理學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，

發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一原理而設(shè)計(jì)制造的，發(fā)電機(jī)的誕生實(shí)現(xiàn)了能向

能的轉(zhuǎn)化，使人類大規(guī)模用電成為可能，開(kāi)辟了電氣化的時(shí)代。

例題2、下列有關(guān)電與磁說(shuō)法中正確的是（)

A.只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的

C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程

D.產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路必須是閉合的

【課堂小結(jié)】

々川r①電路閉合

1、條件:一