20.5 磁生电-2023-2024学年九年级全一册物理同步精剖细解讲义（人教版）

20.5 磁生电 ——精剖细解讲义 知识点1：磁生电 1、探究什么情况下磁可以生电 通过实验发现：当导线在磁场中运动时，电路中会产生电流。 导体在磁场中运动产生电流情况如下所示： 2、电磁感应 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流（磁生电），是由英国物理学家法拉第发现的。 感应电流产生的条件：电路闭合；闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动。 感应电流的方向：跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。 能的转化：机械能转化为电能。 感应电压产生的条件：导体做切割磁感线运动。 对切割磁感线的理解：把磁感线想象成一根根线，导线想象成一把刀。 电磁感应的应用：变压器、发电机等。 只改变磁场的方向，或导体切割磁感线的方向，感应电流方向改变；若同时改变磁场的方向和导体切割磁感线的方向，则感应电流的方向不变。 影响感应电流大小的因素：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大；磁场越强，感应电流越大；线圈匝数越多，感应电流越大。 导体不运动，磁场运动，导体也能切割磁感线，同样能产生感应电流。 3、发电机 观察一下手摇发电机对小灯泡亮度的影响以及手摇发电机电流方向的变化，如下图所示： 小灯泡发光说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大；二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。 发电机的工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，交流发电机主要由定子和转子组成。发电机发出的电流的大小和方向是变化的。 能量变化：发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。比如手摇发电机：人吃的食物 的化学能转化为摇动转子的动能，发电机又把动能转化为电能。实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 大型发电机一般采用线圈不动，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。 如下图所示，当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。 交变电流：电流方向作周期性改变的电流。 在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。单位：赫兹，简称：赫，符号：Hz。交流发电机的转子每旋转一周，电流方向改变两次。 我国电网以交流供电，周期是0.02s，频率为50赫兹，即1秒内线圈转50圈，1S内电流方向改变100次。 4、发电机与电动机的区别 区别 发电机 电动机 工作原理 电磁感应 通电线圈在磁场中受力的作用 结构 无电源 有电源 能量转化 机械能转化为电能 电能转化为机械能 电磁感应现象 1．我国高铁采用了能量回收制动方式：列车到站前停止动力供电，继续向前运行，内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流，把机械能转化为电能进行回收。以下与其工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这叫电磁感应现象，分析找出与高铁节能原理相同的选项。 【解答】解：电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，这是电磁感应现象； A．图中装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，故A错误； B．图中的装置是探究通电导体在磁场中受力运动的实验，是将电能转化为机械能，为电动机的原理，故B错误； C．图中导体在磁场中切割磁感线就能在电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故C正确； D．图中的实验为奥斯特实验，是探究电流的磁效应，故D错误。 故选：C。 【点评】此题考查了电和磁中的各种现象，在学习过程中，一定要掌握各实验的现象及结论，并且要找出他们的不同之处进行区分。 2．旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（　　） A．图甲：通电导线在磁场受到了力的作用 B．图乙：动圈式话筒 C．图丙：电磁继电器 D．图丁：奥斯特实验 【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会产生感应电流；电磁感应现象中消耗了机械能，得到了电能，感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关。 【解答】解：观察轮子部分构造可知，溜冰时磁环随轮轴转动，相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，使二极管发光，属于电磁感应现象； A、通电导线在磁场受到了力的作用，说明磁场对电流的作用；故A不符合题意； B、动圈式话筒利用的是电磁感应原理，与轮子的发光原理相同；故B符合题意； C、电磁继电器是利用通电螺线管具有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通。它的实质是一个开关，故C不符合题意。 D、该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场；故D不符合题意