1、20.5 磁生電,7/5/2020,實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,如果把電源“+”極與導(dǎo)線連接，可觀察到的現(xiàn)象是_,斷開電路則可觀察到_。,?,電,磁,歷史回顧,奧斯特實(shí)驗(yàn),奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后，許多科學(xué)家都在思索：既然電流能產(chǎn)生磁，那么磁能否產(chǎn)生電呢？,英國物理學(xué)家法拉第在10年中做了多次探索，1831年終于取得突破，發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。,根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時代。,1.產(chǎn)生持續(xù)電流的條件：,一是需要電源； 二是電路要閉合。,3.如何知道電路中是否有電流？,在做“磁生電”研究前，你是否想過這些問題？,用電流表測量,2.能夠產(chǎn)生、提供電能的

2、裝置是什么？,電源。,發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢？,火力發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,水力發(fā)電,自學(xué)檢測,1. 英國物理學(xué)家 經(jīng)過多年的探索，發(fā)現(xiàn)了利用 產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律，進(jìn)一步揭示電現(xiàn)象和 現(xiàn)象之間的聯(lián)系，這就是 現(xiàn)象。根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)，后來人們發(fā)明了 ，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時代.,發(fā)電機(jī),磁,電磁感應(yīng),磁場,法拉第,2.完成下列表格：電與磁的聯(lián)系,排斥,北,南,吸引,排斥,負(fù),正,電磁鐵,通電導(dǎo)線周圍有磁場,吸引,合作探究,1.從上表中我們發(fā)現(xiàn)電和磁有許多聯(lián)系，既然電能產(chǎn)生磁場，那么能否利用磁場得到電呢？寫出你的猜想和你猜想的依據(jù)，小組間交流。,2. 觀察圖20.51的實(shí)驗(yàn)“探究什么情況下

3、磁可以產(chǎn)生電”。像圖20.51那樣組裝電路，想一想：怎么判斷導(dǎo)線中產(chǎn)生了電？,在實(shí)驗(yàn)過程中，如果靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則說明產(chǎn)生了電。,實(shí)驗(yàn)探究,提出問題,1.什么情況下磁能生電 ？,猜想,2.要使磁生電須哪些器材？,實(shí)驗(yàn)室里什么器材有磁場？,要方便測出電流用什么器材？,要把電流表接入電路要哪些器材？,導(dǎo)體怎樣運(yùn)動才會產(chǎn)生電流？,磁場,檢測是否有電流,閉合電路,組成以上的電路，做各種嘗試，看能否產(chǎn)生電流？如果不能，可能是因?yàn)槭裁矗?有可能是電流太小或方法不對。,實(shí)驗(yàn)探究,導(dǎo)體保持靜止，換掉永磁體，使磁場增強(qiáng)，觀察電流表中有無電流。,調(diào)換磁極,導(dǎo)線位置,3.利用老師提供的器材，自己組裝電路

4、，動手做一做，能讓靈敏電流計(jì)的指針動起來的方法是（ ） A導(dǎo)線不動，換磁場強(qiáng)度不同的磁體 B. 讓導(dǎo)線在磁場中左右運(yùn)動 C. 讓導(dǎo)線在磁場中上下運(yùn)動 D. 讓導(dǎo)線在磁場中斜向上或向下運(yùn)動 E. 導(dǎo)線不動，讓磁場上下運(yùn)動 F. 導(dǎo)線不動，讓磁場左右運(yùn)動 G. 導(dǎo)線不動， 讓磁場斜向下或向下運(yùn)動,BDFG,4. 仔細(xì)分析上面能讓靈敏電流計(jì)的指針動起來的方法，說說它們的共同點(diǎn)的什么？,導(dǎo)線的運(yùn)動方向要與磁感線的方向有夾角（即導(dǎo)線要在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動）,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動時，電路中會產(chǎn)生電流。,提出問題,猜想、設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)探究,分析論證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：閉合電路的一部分導(dǎo)體

5、在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。,實(shí)驗(yàn)探究,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。,實(shí) 驗(yàn) 條 件,指針 擺動情況,實(shí)驗(yàn)電路圖,1,開關(guān)斷開，電路斷路， 無論導(dǎo)線做何運(yùn)動,不擺動,2,3,4,5,開關(guān)閉合，電路通路， 導(dǎo)線保持靜止。,不擺動,開關(guān)閉合，電路通路， 部分導(dǎo)線只做上下運(yùn)動。,不擺動,開關(guān)閉合，電路通路， 部分導(dǎo)線只做左右運(yùn)動。,擺 動,開關(guān)閉合，電路通路，部 分導(dǎo)線做左右斜向運(yùn)動。,擺 動,是不是導(dǎo)體在磁場中做什么樣的運(yùn)動都會產(chǎn)生電流呢？,1、電磁感應(yīng)： 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中

6、做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中就 產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng) 。,2、感應(yīng)電流： 由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生 的電流叫感應(yīng)電流。,精講點(diǎn)撥,1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件： 閉合電路 導(dǎo)體的一部分導(dǎo)體 在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動。這三個條件缺一不可。 2.能量轉(zhuǎn)化形式是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。,產(chǎn)生感應(yīng)電壓的條件： 導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線 運(yùn)動,（你是如何理解上述條件的？）,（你是如何理解感應(yīng)電壓的存在的？）,電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化:,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，消耗了機(jī)械能，但在閉合電路中產(chǎn)生了電流，獲得了電能，實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化,電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn) （ 附方法：右手定則）,導(dǎo)體在磁場中切割磁感線時,感應(yīng)電流的方

7、向跟什么有關(guān)?,思考:,6.當(dāng)我們來回?cái)[導(dǎo)線時，靈敏電流計(jì)的指針是怎么偏轉(zhuǎn)的，這說明什么？,靈敏電流計(jì)的指針來回偏轉(zhuǎn)，這說明，導(dǎo)線的運(yùn)動不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向也不同。,7.如果我們保持導(dǎo)線的運(yùn)動方向不變，能讓指針向反方向偏轉(zhuǎn)嗎？說說你的做法？,能，保持導(dǎo)線運(yùn)動方向不動，改變磁感線的方向（磁極方向）。,其他的結(jié)論,結(jié)論：電路中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向和磁場的方向有關(guān)。,思考：除了剛才的探究實(shí)驗(yàn)外，你還能設(shè)計(jì)出其他“磁生電”的實(shí)驗(yàn)嗎？,檢流計(jì),增強(qiáng)磁場,線圈,如果是因?yàn)殡娐分挟a(chǎn)生的電流太小，你有什么辦法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？,5.怎樣讓你的靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)的角度更大？再動手做一做，說一

8、說你的做法？,換用更強(qiáng)的磁場、讓導(dǎo)線切割磁感線的運(yùn)動速度更快等。,感應(yīng)電流的大小與那些因素有關(guān)？,猜測：1.導(dǎo)線切割的速度,3.永磁體的強(qiáng)度,探究活動,2.導(dǎo)線切割的速度的方向,4.切割導(dǎo)線的條數(shù),5.切割導(dǎo)線的有效長度,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法,結(jié)論,感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)線切割的速度、永磁鐵的強(qiáng)度、切割導(dǎo)線的條數(shù)、切割導(dǎo)線的有效長度有關(guān)。感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)線切割的速度方向無關(guān)。,英國科學(xué)家法拉第 經(jīng)過10年的研究，在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的條件和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了他利用磁場獲得電流的愿望。,法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電，導(dǎo)致了電能的大規(guī)模生產(chǎn)和利用，開辟了電氣化的新紀(jì)元,法拉第的故事,3電磁感應(yīng)現(xiàn)象

9、的應(yīng)用,變壓器,自行車測速器,不用電手電筒,即時練習(xí),1. 圖20.5-10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。它在磁場中按箭頭方向運(yùn)動時，在哪種情況下會產(chǎn)生感應(yīng)電流？,N,S,N,S,S,N,N,S,垂直屏幕 向外運(yùn)動,1、下面的四個圖中哪些不會產(chǎn)生感應(yīng)電流（ ）,（圖中小圓表示閉合導(dǎo)體的一部分）,A,B,C,D,B、D,科拉頓“跑失良機(jī)”,請幫科拉頓分析失敗的原因，并為其改善實(shí)驗(yàn)方案。,法拉第繼續(xù)做了大量的實(shí)驗(yàn)和進(jìn)一步的研究。終于實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)磁為電的理想，發(fā)明了發(fā)電機(jī)，變壓器等設(shè)備，使人類從蒸汽時代進(jìn)入電氣時代。,二、發(fā)電機(jī),自學(xué)檢測,1.電流方向不變的電流叫 ，電流方向

10、不斷發(fā)生改變的電流叫 ，簡稱 。 2.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 。我國的電網(wǎng)用交流供電，頻率為 ，即在1S內(nèi)電流方向改變 次，或者是每 電流方向改變一次。 3.發(fā)電機(jī)由 和 兩部分組成。大型發(fā)電機(jī)一般采用 不動， 旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電。為了得到較強(qiáng)的磁場，要用 來代替永磁鐵。,磁極,直流電,0.02S,50,50HZ,次數(shù),交流,交流電,線圈,定子,轉(zhuǎn)子,電磁鐵,（1）觀察手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造； （2）觀察發(fā)電 機(jī)對小燈泡 亮度的影響。,1發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流的大小和方向是變化的。,二、發(fā)電機(jī),3）檢驗(yàn)手搖 發(fā)電機(jī) 電流方向 的變化。,1.觀看演示圖20.53的實(shí)驗(yàn)，把手搖發(fā)電機(jī)

11、跟燈泡連接起來，轉(zhuǎn)動手柄，你觀察到什么現(xiàn)象，這說明什么？,燈泡發(fā)光，這說明電路中有電流流過。,2.在電路中接入電流表，再轉(zhuǎn)動手柄，我們看到什么現(xiàn)象，這又說明什么？,電流表的指針來回?cái)[動，這說明電路中的電流方向是在不斷改變的。,3.使用不同速度轉(zhuǎn)動手柄，觀察燈泡的亮度，你發(fā)現(xiàn)什么？,線圈轉(zhuǎn)得越快速度越快，燈泡越亮，說明產(chǎn)生的電流越強(qiáng),4.在電路中并聯(lián)二個發(fā)光二極管（讓二極管的極性相反連接），轉(zhuǎn)動手柄，觀察到什么現(xiàn)象，這個現(xiàn)象說明什么？,兩個二極管輪流發(fā)光，說明電路中的電流方向在不斷改變,5 .小結(jié)：這種方向不斷發(fā)生改變的電流就是交流電。,交流電的產(chǎn)生,2.交流發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu),構(gòu)造： 定子永磁鐵；

12、轉(zhuǎn)子線圈,用銅環(huán)和電刷把線圈和用電器連接起來。,實(shí)際使用的交流發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)磁場式） （1）組成： 定子線圈；轉(zhuǎn)子電磁鐵,原因：線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線很粗，高速旋轉(zhuǎn)困難；使用電磁鐵可得到強(qiáng)磁場,（2）動力機(jī)：水輪機(jī)、汽輪機(jī)（核電站）、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)（火力發(fā)電站）等,大型發(fā)電機(jī)由于 電流較大，所以 不能使用電刷， 一般采用線圈不動、磁極旋轉(zhuǎn)的 方式來發(fā)電。,為了得到較強(qiáng)的磁場，還要用電磁鐵代替永磁體。,發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)是根據(jù) 電磁感應(yīng) 原理工作的 是機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為電能 的機(jī)器,（2）工作原理,當(dāng)線圈在前半周轉(zhuǎn)動時，電流表指針偏轉(zhuǎn)，表明電路中產(chǎn)生了電流；當(dāng)線圈在后半周轉(zhuǎn)動時，切割磁感線方向相反，電流表指針

13、偏轉(zhuǎn)方向相反。,銅環(huán),電刷,（3）發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的過程。,1) 交流發(fā)電機(jī)的工作原理：,電磁感應(yīng)現(xiàn)象。,2 ) 交流電：,周期性改變方向和大小的電流。,直流電：,電流方向不變的電流。,線圈轉(zhuǎn)動一圈，電流方向改變2次,ab和cd不斷做切割磁感線運(yùn)動，由于磁感線方向是不變的，而ab和cd的運(yùn)動方向總是相反，并且不斷改變，于是線圈和外部電路就有了方向不斷改變的感應(yīng)電流,a,b,d,c,A,B,交流電：周期性改變方向的電流大小的電流（AC） 直流電：方向不變的電流（DC） 交流電的周期：交流電完成一次周期性變化需要的時間符號: T 單位:秒 (s) 交流電的頻率：交流在一秒內(nèi)交

14、流電完 成周期性變化的次數(shù)符號: f 單位:赫茲(Hz) T=1/f f=1/T 我國交流電供電周期是0.02秒，頻率為50赫茲。其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用 0.02 秒，即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50圈，交流電的 電流方向改變100次。線圈轉(zhuǎn)動一圈，電流方向改變2次,交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流是交變電流，簡稱交流,點(diǎn)擊看“交流發(fā)電機(jī)” ，了解銅環(huán)與電刷的作用。,利用銅環(huán)和電刷把線圈和用電器連接起來，對外輸出電能。,發(fā)電機(jī)與電動機(jī)的比較,1、發(fā)電機(jī)的構(gòu)造原則上和電動機(jī)是完全相同的,2、電動機(jī)是消耗電能而輸出機(jī)械能; 發(fā)電機(jī)是消耗機(jī)械能而輸出電能,3、電動機(jī)：利用通電線圈在磁場里轉(zhuǎn)動的原理 發(fā)電機(jī):利用電磁感應(yīng)原

15、理 可分為交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩類。,即時練習(xí),返回,2. 發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是什么？它的電能從哪里來？又到哪里去？,3. 電池產(chǎn)生的電流方向不變，稱為直流。觀察手搖發(fā)電機(jī)燈泡的發(fā)光與手電筒燈泡的發(fā)光，能看出它們有什么不同嗎？,主要結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子和定子 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能是由其它形式的能轉(zhuǎn)化而來，發(fā)出的電能經(jīng)過導(dǎo)線輸送到工廠和千家萬戶。,手搖發(fā)電機(jī)發(fā)出的光是按一定頻率閃爍的，手電筒燈泡發(fā)光是穩(wěn)定的。,精講點(diǎn)撥,完成下列表格：,發(fā)電機(jī),電動機(jī),電磁鐵電磁繼電器,電飯煲 電水壺,機(jī)械,磁,電,電,電,內(nèi),電,機(jī)械,焦耳定律,法拉第,奧斯特實(shí)驗(yàn),返回,6. 除了發(fā)電廠里有發(fā)電機(jī)外，還有哪些地方有發(fā)電機(jī)？盡

16、可能多地說出來。這些發(fā)電機(jī)是靠什么帶動的？把什么能量轉(zhuǎn)化成了電能？,學(xué)校、工廠、醫(yī)院、網(wǎng)吧等,8.閱讀P140“科學(xué) 技術(shù) 社會”，完成下列填空。,A.錄音機(jī)在錄音時，聲信號先轉(zhuǎn)變?yōu)?，再轉(zhuǎn)變?yōu)?，記錄在 上。在放音時，磁信號轉(zhuǎn)變?yōu)?，再轉(zhuǎn)變?yōu)?。 B.使用磁性材料記錄信息的有 、 、電腦中的 、 、 等。,銀行卡,磁卡,磁盤,錄像帶,錄音帶,聲信號,電信號,磁性材料,磁信號,電信號,發(fā)電機(jī),550MW大型發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子吊裝,寧波市鎮(zhèn)?；痣姀S,湛江火電廠,秦山核電站,大亞灣核電站,三峽水電站,發(fā)電機(jī)組,火電廠中的汽輪機(jī)組,你知道嗎？聲音是物體的 產(chǎn)生的。揚(yáng)聲器可以實(shí)現(xiàn)將 信號轉(zhuǎn)換成 信號。,電,

17、聲,振動,自學(xué)指導(dǎo)：,1、揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)組成。2、揚(yáng)聲器的工作原理。3、揚(yáng)聲器的作用。,69,9.閱讀P141“科學(xué)世界”，了解揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)聲的，并完成下列填空。,A揚(yáng)聲器是把 信號轉(zhuǎn)換成 信號的一種裝置。它主要由固定的 ， 和 構(gòu)成。 B當(dāng)線圈中有電流流過時，線圈周圍產(chǎn)生 ，它與永磁體的磁場相互作用，會受到 的作用，在這個力的作用下帶動線圈運(yùn)動，線圈運(yùn)動帶動 運(yùn)動，紙盆 發(fā)聲。 C線圈中的電流方向改變時，線圈周圍的 也發(fā)生改變，線圈的 跟著發(fā)生改變，紙盆的 方向同時發(fā)生改變，所以只要線圈中有變化的電流，紙盆就可以產(chǎn)生變化的聲音。,返回,振動,受力方向,磁場方向,振動,紙盆,力,磁場,電,錐形

18、紙盆,線圈,永磁體,聲,（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu),某一瞬間電流方向,線圈,永久磁體,錐形紙盆,1、揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)：,2、揚(yáng)聲器的工作原理,當(dāng)線圈中通過圖中所示的電流時，線圈受到磁鐵的吸引向左運(yùn)動；,由于通過線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。,當(dāng)線圈中通過相反方向的電流時，線圈受到磁鐵的排斥向右運(yùn)動。,揚(yáng)聲器是怎樣發(fā)聲的,（1）外形,（3）工作實(shí)質(zhì),揚(yáng)聲器是把電信號轉(zhuǎn)換成聲信號的一種裝置。 當(dāng)線圈中有電流時，線圈受到磁鐵的吸引或排斥向左或右運(yùn)動。由于通過線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是

19、揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。,返回,4. 當(dāng)你唱卡拉OK時，要用到話筒（麥克風(fēng)）。話筒的種類很多，圖20.5-11是動圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對著話筒說話或唱歌時，聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈處在磁場中。把線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī)，就能通過揚(yáng)聲器聽到你說話的聲音。請用“磁生電”具體說明動圈式話筒的原理。,答案,.感應(yīng)電流的方向與_ 和_有關(guān)。,導(dǎo)體運(yùn)動方向,磁感線方向,.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時，產(chǎn)生了_。由此可見，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，_能轉(zhuǎn)化為_能。,感應(yīng)電流,電,機(jī)械能,課堂習(xí)題,1、導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流（ ） 2、導(dǎo)體在磁場中做切割運(yùn)動一定會產(chǎn)生

20、感應(yīng)電壓（ ） 3、閉合導(dǎo)體在磁場中做切割運(yùn)動一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流（ ） 4、閉合導(dǎo)體的一部分在磁場中做切割運(yùn)動一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流（ ）,1.周期性改變_的電流叫交流電，_不變的電流叫直流電，干電池提供的是 電。 2.我國的交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子每秒轉(zhuǎn)_周，即交流電的變化頻率是_赫，因此交流電的方向每秒要改變_次。,練習(xí),方向,方向,直流,50,50,100,課本練習(xí)甲乙,2.判斷：下列狀況中，哪些狀況有感應(yīng)電流產(chǎn)生？,課本練習(xí)丙丁,練習(xí)2,1.,3.導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體的兩端將產(chǎn)生_。,感應(yīng)電壓,4.感應(yīng)電流的方向與_ 和_有關(guān)。,導(dǎo)體運(yùn)動方向,磁感線方向,5.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時，產(chǎn)生了_。