第十四讲 电与磁（二）讲义----2022-2023学年华东师大版科学八年级下册

第十四讲 电与磁（二） 知识梳理 一、电磁感应现象 1.电磁感应现象：当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫作电磁感应。 2.感应电流：电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。 3.导体在磁场中产生感应电流的条件： （1）导体必须是闭合电路的一部分； （2）导体必须做切割磁感线运动。 4.感应电流的大小与磁场强弱、切割磁感线的速度和切割磁感线的线圈匝数有关。磁场越强，切割磁感线的速度越大，切割磁感线的线圈匝数越多，感应电流越大。 5.感应电流的方向与导体的运动方向及磁场方向有关。若导体的运动方向或者磁场方向中有一个方向改变，则感应电流的方向也随之改变；若导体的运动方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向保持不变。 二、发电机 1.构造：发电机主要由磁极、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。概括地讲是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成，如图1所示。 2.发电机的制造原理：电磁感应现象。 3.能量转化：机械能转化为电能。 4.工作过程：如图2所示。 5.交流电与直流电 （1）交流电：方向和大小周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流电。 我国供生活和生产用的交流电，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。 （2）直流电：电流方向不随时间改变而改变的电流叫作直流电。例如，从干电池获得的电流就是直流电。 6.发电机的类型 （1）交流发电机：输出交流电的发电机叫作交流发电机。 （2）直流发电机：如果用两个半环组成的换向器来代替交流发电机上的两个滑环（如图3所示），那么，虽然线圈中产生的是交流电，而供给外部电路的电流方向却保持不变，这种方向不变的电流叫作直流电。这样的发电机叫作直流发电机。 7.判断感应电流的方向 确定感应电流的方向可用右手定则。右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指的指向就是感应电流的方向（如图4所示）。 三、电动机 1.通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流方向、磁感线方向都有关系。 2.理解磁场对通电导线的作用 （1）通电导体在磁场中的受力方向由电流的方向和磁场的方向共同决定。当两个因素只有一个改变时，作用力的方向改变；当两个因素同时改变时，作用力的方向不会改变。 （2）如果电流的方向和磁感线的方向互相平行，导体将不受磁场力的作用。 （3）通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，但不一定运动。 3.左手定则：“左手定则”又叫电动机定则，用它来确定载流导体在磁场中的受力方向。左手定则规定：伸平左手使拇指与四指垂直，手心向着磁场的N极，四指的方向与导体中电流的方向一致，则拇指所指的方向即为导体在磁场中受力的方向。 4.工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 5.结构：电动机主要由磁体、电刷、线圈和换向器几部分组成。在电动机中，能够转动的部分称为转子，固定不动的部分称为定子。如图6所示的是电动机的外观图和内部结构图。 6.换向器 （1）结构：最简单的换向器是由两个彼此绝缘的金属半环组成的（图7中E、F）。换向器的两个半环分别跟线圈的两端相连，并通过电刷接到电源的两极。 （2）作用：当线圈刚转过平衡位置时，就立即改变线圈中电流的方向，使线圈按一定的方向持续转动。 7.电动机的工作过程 （1）开始通电时（如图8甲所示），换向器F与电刷A接触，换向器E与电刷B接触，线圈的ab边内电流由b向a，受到向上的磁场力，cd边内的电流由d向c，受到向下的磁场力，在这两个力的作用下，线圈开始沿顺时针方向转动。 （2）当线圈转到平衡位置时（如图8乙所示），两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分，线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流即改变方向。 （3）如图8丙所示，此时ab和cd中的电流方向与甲相反，受力方向也相反，故线圈仍顺时针转动。 （4）如图8丁所示，线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向，使线圈可以继续转动下去。 例题精讲 一、电磁感应 【例】如图9所示，虚线区域内的“×”表示垂直于纸面向里的磁感线，磁场均匀，当矩形线框从位置A向右匀速移动到位置B时，关于矩形线框内感应电流的有无情况，下列说法正确的是（ ）。 A.没有感应电流 B.无→有→无 C.有→无→有 D.一直有感应电流 【变式训练1】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按如图10所示连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以判断（ ）。 A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，