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20.5《磁生电》1

发布时间:2014-01-31 09:44:50  

复习:

一、磁场对电流的作用
1、通电导体在磁场里要受到 力 的作用。 2、通电导体在磁场中的受力方向 跟 电流方向 和 磁场方向有关。

1、电动机原理: 2、直流电动机: 3、直流电动机的组成: 模型: 组成; 实际的电动机由 两个基本部分组成 4、换向器的结构和作用: 结构:由 构成 作用: . 5、能量转化: .

直线电流的磁场

奥 斯 特 实 验 模 拟
通电导线周围存在磁场 直线电流磁场的分布规律

电能生磁

引发的思考? 电流



磁场

英国科学家法拉第, 经过十年坚持不懈的努力, 终于在1831年成功地利用 磁场获得电流。 今天我们沿着科学 家的足迹,来研究如何 利用磁场来获得电流?

假如你是法拉第……
? 问题: ? 实验:

如何让磁场能产生电流?

1、实验需要哪些实验器材?
铁 —— 提 供 磁 场



导 线 —— 电 流 的 载 体 灵敏电流计 —— 检验导体中电流的存在

假如你是法拉第……
? 实验:

2、应如何处理这些实验器材呢?
闭合电路
G ——形成电流必要条件
闭合电路

假如我是法拉第……
? 实验:

3、接下来,你又准备怎么办……?
将闭合电路的一部分导体放入磁场中

探究活动
1、如何才能让磁产生电呢? 猜测: 运动 实验器材(小组讨论)

2、导体怎样运动才会产生电流?

?观察:

假如你是法拉第……
操作方法 现象 没有偏转 说明 没有电流

1 2

保持导体与磁场相对静止

做切割磁感线 方向的运动(左右运动) 做平行磁感线

明显偏转 有电流产生 没有偏转 没有电流

3 方向的运动(上下运动)

实验目的:探索磁能否生电,怎样 使磁生电。

实验表格

次序 ① ②

实验条件 导体静止于磁场中 导体静止,增强磁场

有无电流


④ ⑤

导体在磁场中上下运动
导体在磁场中左右运动 导体在磁场中斜向运动

假如我是法拉第……
? 结论:
闭合电路中的一部分导体在磁场中做 切割磁感线运动时,导体就会产生电流。 ——这种现象叫做 电 磁 感 应 把导体中的电流 称为 感 应 电 流

思考:感应电流的方向与什么因素有关? 磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏 转方向

N上S下
S上N下

向右切割 向左切割 向右切割

向右偏转 向左偏转 向左偏转

向左切割

向右偏转

电流和能量 二. 导体中感应电流的方向 跟导体运动方向和磁感线方 向有关。
三. 在电磁感应现象中, 机械能转化为电能。

电磁感应实验:右手定则
闭合电路的一部分导体在磁场中作切割 磁感线运动时,要产生感应电流.产生的感 应电流的方向与导体作切割磁感线的运动 方向和磁感线的方向,这三者遵从右手定 则: 右手四指与大拇指垂

直并在同一平面 内,手心对着N极(让磁感线垂直穿过手心), 大拇指指向导体切割磁感线的运动方向, 则四指所指示的方向就是导体中感应电流 的方向.

结论
产生感应电流的条件 1、导体要做切割磁感线运动
2、做切割磁感线运动的只能是闭 合电路的一部分导体

电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁
场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生 电流,这种现象叫电磁感应。

感应电流:由于电磁感应产生的电流就
叫做感应电流

感应电压产生的条件:导体做切割磁感 线运动

课堂小结
1、磁能否产生电 2、是否无论如何运动都能产生电流? 能 否

3、如何运动才会产生感应电流?还需要什 么条件? 导体做切割磁感线运动,导体必须是闭合 的而且是一部分

练习1

课堂练习

1.

1. 产生感应电流的条件是 (C) A.导体在磁场中运动. B.导体在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合电路的一部分导体做切割磁感 线运动 D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运 动

课本练习 甲乙

N

N

S

S

课本练习 丙丁 N

N

S

S

练习2
2.导体在磁场里做切割磁感线运 动 , 导 体 的 两 端 将 产 生 感应电压 。 ___________ 3.感应电流的方向与导体运动方向 ____________ 磁感线方向 有关。 和____________

1.

练习 A图中已标出了磁场,导体切割方 4.如图, 4ABC 向和产生的感应电流方向,请在 B、C、D、 E这4个图中标出电流方向。

N

.
A

N
×

S
×

S

S
B

N
C

练习 4ADE

N

.

S

.

N S
没电流 F

S
D

N
E

练习5
5.在电磁感应现象中,导体切割磁 感线运动时,产生了感应电流 _________。 由此可见,在电磁感应现象中, 机械能 电 能。 ______能转化为___

请同学练一练
1.导体在磁场中运动一定会产生感应电 流 ( ) 2.导体在磁场中做切割运动一定会产生 感应电压 ( ) 3.闭合导体在磁场中做切割运动一定会 产生感应电流 ( ) 4.闭合导体的一部分在磁场中做切割运 动一定会产生感应电流 ( )

5、下面的四个图中那些不会产生感 应电流 (B D)
(图中小圆表示闭合导体的一部分)

A
N

B
N

C
S

D
S

S

S

N

N

垂直屏幕 向外运动

课后探究
感应电流的大小与那些因素有关? 猜测:1.导线切割的速度 2.导线切割的速度的方向 3.永磁体的强度

4.切割导线的条数
5.切割导线的有效长度
请同学观察实验.

感应电流的大小与以下各因素有关: 1.导线切割的速度 2.永磁体的强度 3.切割导线的条数 4.切割导线的有效长度

复习:

电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁
场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生 电流,这种现象叫电磁感应。

感应电流:由于电磁感应产生的电流就
叫做感应电流

感应电压产生的条件:导

体做切割磁感 线运动

产生感应电流的条件 1、导体要做切割磁感线运动
2、做切割磁感线运动的只能是闭 合电路的一部分导体

电流和能量 二. 导体中感应电流的方向跟导 体运动方向和磁感线方向有关。
三. 在电磁感应现象中, 机械能转化为电能。

想一想: ? 闭合电路的一部分导体在磁场 中作切割磁感线运动时,导体 中就产生了感应电流,根据这 一原理可以制作出发电机. ? 那么发电机是怎样发电的呢? ? 由发电机产生的电流与电池提 供的电流又有什么区别呢?

实? 1 、用导线将电池、小灯泡、电流表、 验 开关连接成闭合电路 . 闭合开关,观察
灯泡亮暗、电流表指针的指向. ? 2、把手摇发电机、小灯泡接入电路. 转 动手柄使线圈在磁场里转动,观察小灯 泡的亮暗情况. ? 3、把手摇发电机、电流表接入电路. 转 动手柄使线圈在磁场里转动,观察演示 电流表的指针摆动情况. ? (演示把手摇发电机、小灯泡、电流表 分别接入电路时的情况. )

观察结果

? 1、用导线将电池、小灯泡、 电流表、开关连接成闭合电 路. ? 闭合开关,灯泡发光、电流 表指针指向一个方向偏转后 并固定不变.改变电池的正负 极方向,发现电流表指针向 另一方向偏转.

观察结果 ? 2、把手摇发电机、小灯泡接入 电路. 转动手柄使线圈在磁场里 转动,小灯泡发光,说明电路中 有电流通过小灯泡. ? 3、把手摇发电机、电流表接入 电路. 转动手柄使线圈在磁场里 转动,可以看到演示电流表的指 针左右摆动起来.

想一想

? 手摇发电机发出电的电流方 向与接电池的电路中的电流 方向有什么区别呢? ? 电流表的指针左、右摆动, 表示什么呢?

三、电磁感应现象的应用:发电机 交流发电机的工作原理
? 回顾:直流电动机的结构和工作原理 构造: (1)转子——转动部分(线圈) (2)定子——固定部分(磁铁) (3)电刷A、B (4)换向片E、F 原理:通电导体在磁场中要受到力的作用

1、发电机的构造和作用

?磁场中的磁感线从左向右,线 圈转动时,只有ab边和cd边能 切割磁感线产生感应电流,da 边和bc边不切割磁感线,对感 应电流的产生没有贡献.

? 1、发电机的构造和作用

三、交流发电机的工作原理
实验:手摇发电机 现象:电流表指针左右摆动 说明:发电机产生的电流方向是不断变化的 1、发电机的构造(P146) (1)转子——转动部分(线圈或磁铁) (2)定子——固定部分(磁铁或线圈) (3)电刷A、B (4)两个圆环K、L 2、发电机原理:利用电磁感应现象制成的

a

b c

d B A ①



③ ④ ab和cd不断做切割磁感线运动,由于磁感线

方向是不变 的,而ab和cd的运动方向总是相反,并且不断改变,于 是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流

3、交流发电机工作的过程:
? 图4-42 线圈转动一周,电流方向改变2次

发电机是把机械能 转化为电能的机器
发电机原理:电磁感应现象

4、电流的种类:交流电、直流电 交流电:周期性改变方向的电流。 直流电:方向不变的电流。
? 交流电的周期: 交流电完成一次周期性变化需要的时间 ? 交流电的频率: ? 在一秒内交流电完成周期性变化的 次数.我国交流电周期是0.02秒,频率为 50赫兹,每秒电流方向改变100次

5、实际的大型交流发电机的结构 6、日常生活用电:交流电 7、发电机与电动机的结构本质是一 样的
1).发电机的结构原则上和电动机是完全 相同的. 2).电动机是消耗电能而输出机械能(把电 能转化成机械能);发电机是消耗机械能而输 出电能(机械能转化为电能).

8、直流电动机与交流发电机的区别 项目 直流电动机 交流发电机 工作原理 通电线圈在磁 电磁感应现象 场中转动
构造 电流 线圈 方向 能量转化 换向器 两个铜圆环 电流方向发生 交流电 改变

外部电路 直流电

交流电

电能转化为机 机械能转化为电 械能 能

发电机与电动机的比较
1、发电机的构造原则上和电动机是 完全相同的 2、电动机是消耗电能而输出机械能; 发电机是消耗机械能而输出电能 3、电动机:利用通电线圈在磁场里转动的 原理 发电机:利用电磁感应原理 可分为交流发电机和直流发电机两类。

方向的电流叫交流电, 1.周期性改变____ 方向 不变的电流叫直流电,发电机提 _____ 交流 电,电池提供的是直流 供的是_____ __ 电

2.我国的交流发电机的转子每秒转 50 周,即交流电的变化频率是____ 50 ____ 100 赫,因此交流电的方向每秒要改变___ 次。

3.发电机的主要构造分成 ____和____ 定子 转子两部分,大型发 定子 ,电磁铁 电机的线圈作_____ 作_____ 转子 。实用发电机的转子 由水轮机、 _____等带动旋转。 汽轮机

4.交流发电机制造的原理是(C ) A电流的磁效应 B电流的磁现象 C电磁感应现象 D电磁铁原理

5.我国使用的交流电的频率为50赫兹 在10秒内电流方向改变了( ) D A、500次 B、50次 C、100次 D、1000次

6.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别 是( B) A、交流电和直流电 B交流电和交流电

C直流电和交流电

D直流电和直流电

7.此装置是什么机器?工作原理是什么? 工作时能量的转化情况怎样? 发电机 电磁感应原理 机械能转化为电能


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