第八章电磁相互作用及应用第1节电磁感应现象课件（教科版九上）

第1节电磁感应现象 情景导入电磁奥斯特实验？既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢？ 一.法拉第的发现1831年，英国物理学家法拉第历经10年的探索，终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第(MichaelFaraday.1791—1867) 下面我们从一根导线在磁场中运动的情况开始，寻找磁生电的规律。法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系，使人类进入了电气化的时代，极大地改变了人们的生活。它的神奇之处在哪？ 实验：探究导体在磁场中产生电流的条件设计实验：按照如图所示，把导线ab的两端分别连接在灵敏电流表的两个接线柱上，组成一个闭合回路。便于观察现象点击观看视频 实验操作实验现象实验分析磁体不动，ab左右运动导体不做切割磁感线运动时，不产生电流导体做切割磁感线运动时，产生电流ab不动，磁体左右运动磁体不动，ab上下运动ab不动，磁体上下运动磁体不动，ab前后运动ab不动，磁体前后运动导线和磁体都不动灵敏电流表指针不偏转灵敏电流表指针不偏转灵敏电流表指针左右偏转导体在磁场中静止时，不产生电流 归纳总结：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。所产生的电流叫做感应电流。 产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分且做切割磁感线运动。实验表明，感应电流的方向与导体的运动方向及磁场方向都有关系。 太空悬绳发电：从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，卫星携带一根长20km的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。请和同学一起分析，这种方式能发电吗？ 二.发电机电磁感应现象表明，机械能转化成电能是可行的。由此，法拉第发明了发电机。怎样才能让线圈产生持续的电流呢？产生持续电流，可以使线圈持续做切割磁感线运动。线圈在磁场中旋转是最好的方式 做一个小发电机用纸做一个小风轮固定在转动轴上，将小发电机与电压—电流传感器相接，吹动小风轮使线圈转动，通过计算机观察小电机的发电情况。点击观看视频 实际的发电机结构复杂，但它们都和上面制作的发电机一样，由定子（不动部分）和转子（转动部分）组成。原理：电磁感应 发电机的发电原理图 随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化。这样的电流叫做交变电流，简称交流电(AC)。手摇发电机的线圈在磁场中转动时，产生的感应电流大小、方向发生周期性变化。 在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹(Hz)。我国电网的交流电频率是50Hz。交流电频率是50Hz，其电流方向每秒改变多少次？50Hz交流电一个周期内电流方向改变两次，则每秒电流方向改变100次。 从能量角度来看，发电机是机械能转换为电能的装置。这种机械能可以来自风，来自高处下落的水，或者是来自蒸汽机……风力发电水力发电 太阳能发电核能发电如今，各种发电机，从只能点亮一只小灯泡的自行车发电机，到大大小小的各类发电厂的发电机组，已遍布世界各地。 婴儿的未来这是法拉第在皇家学会表演他的发电机时，和一位贵妇人的对话。对此，你有怎样的感想？谈谈你的看法。 课堂小结产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分且做切割磁感线运动。决定感应电流方向：①磁场方向②导体切割磁感线运动方向发电机交流电：电流大小、方向随时间周期性变化能量转化：机械能→电能和内能 例1.如图所示，为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流表的指针发生偏转的是()A.蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时B.蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时C.导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时D.导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时C导体棒切割磁感线运动 例2.图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是()B 例3.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的磁场B中，圆盘旋转时，电路中有感应电流产生。下列说法不正确的是() A.若圆盘转动方向不变，转速发生变化，则电流方向可能发生变化B.若圆盘转动方向发生改变，磁场方向不变，则电流的方向一定改变C.若磁场方向改为竖直向下，圆盘转动方向不变，则电流的方向一定改变D.若圆盘转动方向及转速发生改变，且磁场方向改为竖直向下，电流的方向一定不变× 例4.夜幕下的广场，孩子们都喜欢骑上能发光的滑板车遛弯，这种滑板车在人的助力下可以滑行起来，同时轮子会发光，停下来时就不发光。关于这种滑板车发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是()A.机械能转化为电能，再转化为光能B.电能转化为机械能，再转化为光能C.机械能转化为光能，再转化为电能D.光能转化为机械能，再转化为电能A 例5.如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线。若金属框沿光滑绝缘斜面的顶端由静止开始下滑，滑到底端时具有的动能为E1；将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时具有的动能为E2，则()A.E1<E2B.E1>E2C.E1=E2D.条件不足，无法确定A从能量转化的角度入手