第二十章電與磁第6節(jié)磁生電知識(shí)與技能：1.通過實(shí)驗(yàn),探究并了解導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2.了解電磁感應(yīng)在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.了解發(fā)電機(jī)的原理,知道發(fā)電機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。過程與方法：引導(dǎo)學(xué)生自主探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,進(jìn)一-步提高科學(xué)探究能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1.認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，了解探索自然奧秘的科學(xué)方法。2.認(rèn)識(shí)任何創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)是科學(xué)探究的成果,初步具有創(chuàng)造發(fā)明的意識(shí)。教學(xué)目標(biāo)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~今天，無論是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾娺€是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的電，大多是由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的？發(fā)電的原理是什么？新課導(dǎo)入奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，許多科學(xué)家都在思索用磁來生電的問題。新課導(dǎo)入英國物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第在10年中作了多次探索，1831年終于取得突破，發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律.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)，人們后來發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時(shí)代.你能嘗試用磁場(chǎng)獲得電流嗎？磁生電實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【實(shí)驗(yàn)思路】嘗試用磁來生電時(shí)，需要哪些器材？磁場(chǎng)可以由永磁體提供，如蹄形磁體。為了獲得電流，應(yīng)該用導(dǎo)線連成閉合電路，并將電流表連入電路中，以觀察電流。嘗試使導(dǎo)線靜止在磁場(chǎng)中，或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)……看看電路中是否有電流。如圖所示，在蹄形磁體的磁場(chǎng)中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端跟電流表連接，導(dǎo)線跟電流表組成閉合電路。1.讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中靜止，能產(chǎn)生電流嗎？換用不同強(qiáng)度的永磁體，看看電路中是否有電流。磁生電實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件2.使導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿不同方向運(yùn)動(dòng)，看看電路中是否有電流。閉合開關(guān)，讓導(dǎo)線AB在磁場(chǎng)中靜止讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)（與磁感線平行）讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中斜向上運(yùn)動(dòng)（或斜向下）磁生電實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件斷開開關(guān)，讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象：指針不偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：指針不偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：指針不偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：指針偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象：指針偏轉(zhuǎn)電路通斷導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況有無電流產(chǎn)生閉合靜止閉合沿著磁感線運(yùn)動(dòng)閉合與磁感線垂直或斜向運(yùn)動(dòng)

斷開與磁感線垂直或斜向運(yùn)動(dòng)無無有無【實(shí)驗(yàn)分析】如果把磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線，把導(dǎo)線想象成一把刀，表達(dá)起來可能會(huì)方便些。磁生電實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

閉合電路的一部分導(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)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。①電路閉合；②一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng).電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：磁生電實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)表明：導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，消耗了機(jī)械能，得到了電能，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2、現(xiàn)有鐵棒和銅棒，應(yīng)選哪個(gè)作為導(dǎo)體棒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理，為什么？銅棒，為避免導(dǎo)體棒受到磁場(chǎng)的作用，故導(dǎo)體棒選用非磁性類的銅棒更合理.產(chǎn)生的電流太小.把靈敏電流計(jì)換成電源.3、確認(rèn)靈敏電流計(jì)能正常工作后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，無論導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中怎樣運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針均不見發(fā)生偏轉(zhuǎn).其原因是什么？4、如果想在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究電動(dòng)機(jī)原理，應(yīng)進(jìn)行的操作是什么？1、為什么采用靈敏電流表測(cè)電流？采用靈敏電流計(jì)可以檢驗(yàn)微小的電流.交流合作，評(píng)估反思磁生電那么要想改變產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，應(yīng)該如何操作？磁生電感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)1.探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系當(dāng)磁感線方向不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變，感應(yīng)電流方向也要發(fā)生改變.結(jié)論：跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān)，只要導(dǎo)體切割磁感線的方向和磁感線的方向中的任何一個(gè)改變，就會(huì)使原來的感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化。2.探究感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，磁場(chǎng)方向改變，感應(yīng)電流方向也要發(fā)生改變.磁生電結(jié)論：另一種產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法：當(dāng)閉合電路中的線圈靜止不動(dòng)，而磁體（磁感線）運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈相對(duì)磁感線也是在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)也能產(chǎn)生感應(yīng)電流。磁生電2、圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分.當(dāng)它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()BCD導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行C課堂練習(xí)A導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行1、發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)的物理學(xué)家是（

）A.奧斯特

B.焦耳

C.法拉第

D.安培A3、下列設(shè)備中利用電磁感應(yīng)原理的是：（

）A.電磁鐵

B.電磁繼電器

C.電動(dòng)機(jī)

D.發(fā)電機(jī)D課堂練習(xí)4、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是（

）A．導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)B．導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)C．閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)D．閉合導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)C5、學(xué)校圖書館的圖書貼有磁性標(biāo)簽未消磁的標(biāo)簽通過圖書館安檢門時(shí)，安檢門上的線圈會(huì)產(chǎn)生電流觸發(fā)報(bào)警器安檢門的工作原理是（）A．通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)B．磁極間的相互作用 C．電磁感應(yīng) D．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用C電磁感應(yīng)現(xiàn)象把一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)跟燈泡連接起來，使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以看到燈泡發(fā)光。導(dǎo)體切割磁感線會(huì)產(chǎn)生電流，人們可以根據(jù)這一原理制造發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)這表明，電路中有了電流。如果把手搖發(fā)電機(jī)跟電流表連接起來，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，我們可以看到電流表的指針隨著線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)而左右擺動(dòng)。這個(gè)現(xiàn)象表明，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流的大小和方向是變化的。發(fā)電機(jī)演示手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電1、觀察手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造磁極是什么形狀的?線圈是通過哪些裝置和燈泡連接起來的?搖把是通過什么帶動(dòng)線圈轉(zhuǎn)起來的?發(fā)電機(jī)半圓形轉(zhuǎn)軸皮帶齒輪2、觀察發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)小燈泡亮度的影響，用不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，觀察燈泡亮度的變化。演示手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電發(fā)電機(jī)搖動(dòng)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越大，燈泡發(fā)光越亮。說明電流的大小與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。3、檢驗(yàn)手搖發(fā)電機(jī)電流方向的變化把兩個(gè)發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機(jī)串聯(lián)。轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，觀察二極管的發(fā)光情況。紅色綠色二極管交替發(fā)光，說明產(chǎn)生的電流方向不停在改變。演示手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電發(fā)電機(jī)電路中產(chǎn)生的是交變電流，簡稱交流。感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，當(dāng)磁場(chǎng)方向不變時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變，感應(yīng)電流方向也要發(fā)生改變。感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí)，磁場(chǎng)方向改變，感應(yīng)電流方向也要發(fā)生改變。發(fā)電機(jī)直流和交流直流：之前我們學(xué)習(xí)的電路用電池供電，電路中的電流從電池的正極流向負(fù)極，方向不改變。這種電流叫作直流。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流大小和方向都是周期性變化的，這種電流叫做交變電流，簡稱交流。頻率：交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz(即1s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)50圈)，周期為0.02s；電流方向改變100次.。發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造及其作用磁鐵：用來產(chǎn)生磁場(chǎng)；線圈：線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流；銅環(huán)：兩個(gè)銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，與外部電路組成一閉合回路；電刷：感應(yīng)電流通過電刷流出。定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸電刷銅環(huán)1.主要構(gòu)造（2）工作原理：電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)的工作原理發(fā)電機(jī)圖甲和圖丙中導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向平行，不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。甲乙丙丁交流發(fā)電機(jī)的工作原理發(fā)電機(jī)圖乙和丁中導(dǎo)線切割磁感線，有電流產(chǎn)生，但切割磁感線的方向相反，所以電流方向相反。每當(dāng)經(jīng)過磁感線與線圈平面垂直的位置時(shí)，線圈中的電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次。線圈不停轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電流交替往復(fù)，形成持續(xù)的電流。實(shí)際發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）和定子（固定部分）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)、磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電，同時(shí)為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，還要用電磁鐵代替永磁體。2、能量轉(zhuǎn)化：發(fā)電機(jī)靠內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)等機(jī)械帶動(dòng)，把燃料中的化學(xué)能或者水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)白鶴灘水電站一臺(tái)正在裝機(jī)的發(fā)電機(jī)白鶴灘水電站一共安裝了16臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)，每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率都高達(dá)100萬千瓦，是目前全球單臺(tái)發(fā)電功率最高的水輪發(fā)電機(jī).1、構(gòu)造：知識(shí)梳理項(xiàng)目直流電動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)原理圖原理通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)電磁感應(yīng)構(gòu)造與電刷接觸的是銅半環(huán)與電刷接觸的是銅環(huán)能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能電路中作為用電器電源區(qū)分方法電路中有電源電路中無電源電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)比較動(dòng)圈式話筒當(dāng)對(duì)著話筒說話或唱歌時(shí)，聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，這樣就將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。話筒原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象揚(yáng)聲器原理：電流的磁效應(yīng)磁紀(jì)錄科學(xué)世界6、下列說法錯(cuò)誤的是()A.物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)C.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成C課堂練習(xí)5、如圖所示是動(dòng)圈式話筒的構(gòu)造示意圖，膜片和線圈相連，線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī).當(dāng)你對(duì)著話筒說話或唱歌時(shí)，聲音使膜片和線圈一起_____，線圈處在永久磁體周圍的_____中，這樣線圈就會(huì)做________運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們就能通過揚(yáng)聲器聽到你的聲音.振動(dòng)磁場(chǎng)切割磁感線7、同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，閉合開關(guān)，先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動(dòng)，導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動(dòng)起來．則在以上的實(shí)驗(yàn)中下列說法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)裝置中的甲裝置運(yùn)用的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．實(shí)驗(yàn)裝置中的甲裝置把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．實(shí)驗(yàn)裝置中的乙裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)D．若將導(dǎo)體ab水平用力向左移動(dòng)，導(dǎo)體cd的運(yùn)動(dòng)方向不變A課堂練習(xí)8、華能臨高海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)主體施工收官，標(biāo)志海南首個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目整體完工。下列圖片中能說明發(fā)電機(jī)工作原理的是（）DABCD9、如圖所示是發(fā)電機(jī)模型，圖中標(biāo)有“紅”、“綠”字樣的是發(fā)光二極管。當(dāng)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，兩個(gè)二極管交替發(fā)光 B．線圈轉(zhuǎn)至某位置時(shí)，兩個(gè)二極管都不發(fā)光C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線圈中的電流大小變化 D．該裝置中的線圈和磁體部分在電路中相當(dāng)于用電器D10、在探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按照?qǐng)D中的四種情況讓閉合電路的一段導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中沿箭頭所示方向運(yùn)動(dòng)，其中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）C課堂練習(xí)11、如圖導(dǎo)體ab如箭頭方向運(yùn)動(dòng)，下列四種情況下導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()C導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線平行，未切割磁感線導(dǎo)體與磁感線平行，未切割磁感線不是閉合電路導(dǎo)體切割磁感線vabAvabA××××××××××××××××vAab××××××××××××××××vabABCD課堂練習(xí)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：①閉合電路；②導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng).“虛線箭頭”表示磁場(chǎng)方向；“×”表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；“·”表示磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.磁生電什么情況下磁能生電發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家______于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)：____電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做__________

運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流.這種由于導(dǎo)體在_____中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng).感應(yīng)電流：產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流.感應(yīng)電流的方向與_____方向和________的方向有關(guān).結(jié)構(gòu)：主要由____和轉(zhuǎn)子兩部分組成.能量轉(zhuǎn)化：______轉(zhuǎn)化為_____.法拉第閉合切割磁感線磁場(chǎng)磁場(chǎng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)定子機(jī)械能電能1、圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在哪種情況下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？后兩幅圖會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。練習(xí)與應(yīng)用2、發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是怎樣的？它是怎樣產(chǎn)生電流的？發(fā)電機(jī)主要