第二十章电与磁第5节磁生电课件

第二十章电与磁第5节磁生电 绳子摇动后，你观察到了什么现象，这说明了什么呢？观察与思考 一、什么情况下磁能生电奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。 1.物理学史（法拉第）法拉第（MichaelFaraday，1791—1867），英国物理学家、化学家。曾当过装订书籍的学徒，工余苦读。在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。法拉第 提出问题什么情况下磁能生电？设计实验要使磁生电需要使用哪些器材？最方便获得的磁场用什么器材？要测出电流用什么器材？要把电流表接入电路要哪些器材？2.探究什么情况下磁能生电磁铁电流表导线实验电路 思考：如果电路中产生的电流太小，有什么办法改进实验？应该用什么器材来检测电流呢？更换更换组好电路后，做各种尝试，看能否产生电流？ 进行实验示范实验：探究什么情况下磁可以生电观察现象 什么情况下磁能生电运动情况指针摆动情况静止上下运动前后运动左右运动思考：如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，你能说出磁场产生电流的条件吗？不动不动不动摆动实验现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。导体中产生感应电流的条件：1.电路闭合。2.部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。3.电磁感应 如图导体ab如箭头方向运动，下列四种情况下导体中有感应电流产生的是（）AAACABCD导体中产生感应电流的条件：电路闭合；部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。导体运动方向与磁感线平行，未切割磁感线导体与磁感线平行，未切割磁感线不是闭合电路例题 4.探究感应电流方向的影响因素当磁场方向不变时，感应电流的方向与导体切割磁场线方向有关。（点击观看） 当导体切割磁感线方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关。 能改变感应电流的方向的是（）A.同时改变磁场方向和导体切割磁感线的的运动方向B.保持导体切割磁感线运动的方向不变，改变磁场方向C.将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都不改变D.增加切割磁感线的导线的长度B例题 风力发电水力发电发电机是如何发电的呢？火力发电观察与思考 二、发电机1.手摇发电机（1）观察模型式手摇发电机的构造 磁极是两个半圆形的；线圈是通过铜环、电刷和灯泡连接起来的；摇把是通过皮带传动装置带动线圈转起来的。连续转动的线圈往复运动的导线发电机中：代替这样有什么好处呢？ （2）观察发电机转速对小灯泡亮度的影响演示：把发电机和小灯泡连接起来。用不同的速度摇动转轮，灯泡亮度的怎样变化？发电机线圈转得越快，产生的电流越大，小灯泡越亮。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化演示：把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，发现二极管交替发光，说明什么？说明手摇发电机提供的电流方向在不停的改变。 2.交变电流手摇发电机产生的电流的方向在不停地改变，这种不停地改变方向的电流，叫做交变电流，简称交流。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。我国电网以交流供电，频率为50赫兹。电池供电时，电路中电流从正极流向负极，方向并不改变，叫做直流。 3.发电机的基本原理图1图2当转子与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中没有电流。（平衡位置）（点击观看）当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中有电流。 图3图4当转子继续向下旋转到达磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线，线圈中没有电流。（点击观看）当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，电流方向发生改变。接着会回到图1的位置。 工作原理：电磁感应现象能量转化：机械能转化为电能结构：转子、定子定子转子 思考：我国使用的是交流电，为什么家里的灯泡不会忽明忽暗?灯泡是会忽明忽暗，电流方向改变一次就会暗亮一次，但是由于交流电是50Hz的，就是说电流方向1秒内变化100次，人眼不能感知这么快的光的变化。 实际的发电机仍是由转子和定子两部分组成的。大型发电机一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。大型发电机安装转子能量转化：机械能转化电能其他形式的能转化4.实际的发电机 思考：回顾之前的摇绳发电的视频，绳子摇动后为什么产生了电流？地球是有磁场的，绳子与电流表组成了闭合回路，绳子在摇动过程中，做切割磁感线运动，就产生了感应电流。思考：如果我们分别站在南北方向，摇动绳子，还会有感应电流吗？不会，此时绳子与地磁场平行，没有做切割磁场线运动。 动圈式话筒的工作原理：当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，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，这样就将声信号转换成电信号。 磁生电电磁感应产生感应电流的条件：形成闭合回路；在磁场中做切割磁感线运动发电机交流电：电流大小、方向随时间周期性变化能量转化：机械能→电能定义影响感应电流方向的因素：磁场方向；导体切割磁感线方向工作原理 1．下列有关电磁现象的说法正确的是（）A．电磁感应现象中电能转化为机械能B．感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关C．奥斯特实验说明导体周围存在磁场D．电铃工作时，机械能转化为电能B 2.（2019•广安）如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁体的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁体则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，此过程利用了______________的原理，将____________能转化为电能。电磁感应机械 3．如图所示是电磁实验，正确的是()A．图甲研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系B．图乙研究电磁感应现象C．图丙研究磁场对电流作用D．图丁研究电流的磁场D 4.在探究“产生感应电流的条件”实验中。（1）实验中，观察___________________________判断电路中是否有感应电流。（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中___________（选填“有”或“无”）感应电流。（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做___________运动时，导体中就会产生感应电流。（4）如果将小量程电流表换成_____，可以探究磁场对通电导体的作用。有切割磁感线电源电流表的指针是否偏转