内容正文:
第二节 科学探究:怎样产生感应电流
教学目标:
1.知道导体在磁场中运动时,产生感应电流的条件。
2.知道电磁感应现象。
3.知道感应电流的方向与哪些因素有关。
4.了解电磁感应现象在生活中的应用。
教学重难点:
重点:产生感应电流产生的条件,感应电流方向与哪些因素有关。
难点:产生感应电流探究实验的完成。
教学方法:讲授点拨法
教学课时:1
教学过程:
【新课导入】
情境导入
1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验,发现了通电导体周围的小磁针会发生偏转的现象,才开始揭示了电现象和磁现象的联系,有人把这种现象概括为“电生磁”。既然电流可以产生磁场,那么,能不能反过来利用磁场来获得电流呢?也就是说,能不能实现“磁生电”呢?这在当时确实是一个十分吸引人的问题。然后介绍英国物理学家法拉第在1831年解决了这个问题。法拉第是怎样研究这个问题的呢?最后又得出什么结论?这就是这节课要研究的问题。
【课堂探究】
1.探究产生感应电流的条件
按图示方式连接电路,观察实验完成表格,总结产生感应电流的条件是什么?
开关
导体运动方向
灵敏电流计的指针是否摆动
是否产生电流
闭合
水平左右
是
是
竖直上下
否
否
倾斜
是
是
断开
水平左右
否
否
竖直上下
否
否
倾斜
否
否
由实验可得产生感应电流的条件
(1) 导体是闭合电路的一部分 。
(2) 导体在磁场中做切割磁感线运动 。
2.感应电流的方向与那些因素有关
(1)请同学们观察实验表格,当磁场方向和导体运动方向都发生改变时,电流方向怎么改变呢?
序号
磁场方向
导体运动方向
灵敏电流计的指针摆动方向(左/右)
1
上N下S
水平向左
右
2
水平向右
左
3
上S下N
水平向左
左
4
水平向右
右
根据1和4或2和3,当磁场方向和导体运动方向都发生改变时,电流方向不变 。
(2)在电磁感应现象发生过程中,能量是如何转化的? 机械能转化为电能 。
(3)电磁感应现象: 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象 叫电磁感应现象,产生的电流叫 感应电流 。
3.发电机的工作原理
请同学们自学教材167页,归纳总结发电机的工作原理是什么?
(1)电流的判断
发电机外部电路中 没有 (选填“有”或“没有”)电源;我们根据 灵敏电流计的指针是否偏转 判断是否有电流产生,根据 灵敏电流计的指针偏转方向改变 判断电流方向改变。矩形线圈在磁场中旋转一圈,电流方向改变 2 次。
(2)交流发电机的构造
交流发电机的主要构造是由转动部分(转子)和不动部分(定子)组成;在大型的发电机中,转子实际上是产生磁场的电磁铁,而产生感应电流的线圈却是不动的,这种结构便于产生 高电压 和 强电流 。
(3)能量转化
发电机工作时,把转子转动的 机械 能转变为 电 能。
板书设计
课堂检测
1.世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是(B)
A.安培 B.奥斯特
C.法拉第 D.伏特
2.如图所示,蹄形磁体和铜棒均水平放置。现闭合开关,水平向左移动铜棒,灵敏电流计G的指针发生偏转,则(C)
A.根据此现象的产生原理可制成电动机
B.此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C.若将铜棒左右来回移动,可产生交变电流
D.仅将磁体水平向右移动,G的指针不偏转
3.下列装置中,利用电磁感应现象制成的是(D)
A.电熨斗 B.电磁铁
C.电动机 D.发电机
4.如图所示,矩形线圈两端作为转轴置于支架上,与小量程电流表连接,线圈下面放置磁体,把小风车固定在转轴上,风吹风车转动,电流表指针偏转,下列实验中,与该装置原理相同的是(D)
5.通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿过掌心,并使四指指向电流的方向,这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向,如图(甲)所示。请你判断:图(乙)中的线圈是 顺时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动的。
6.小丽用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,闭合开关后,导体棒、灵敏电流计,开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如表所示。
实验序号
磁场方向
导体棒ab运动方向
灵敏电流计指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏转
4
向右
向左偏转
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左