内容正文:
磁生电
灯泡通电能发光,洗衣机通电能转动,电磁炉通电能加热食物……这些电器设备使用的电来自于发电厂。
风力发电场
水力发电站
火力发电站
核电站
人类利用各种途径通过发电机来发电的,发电机是如何发电的呢?
自从奥斯特发现了“电”能生“磁”后,许多科学家开始探索磁能否产生电。
电
磁
奥斯特实验
英国科学家法拉第经过10年的研究,在1831年发现了磁生电的条件和规律,实现了他利用磁场获得电流的愿望。
法拉第发现了磁生电,导致了电能的大规模生产和利用,开辟了电气化的新纪元。
法拉第(1791~1867),英国物理学家、化学家,家境贫寒,几乎没有受过正规的学校的教育,但是凭借着自身的努力为科学做出了贡献巨大。
电磁感应现象
思考:
1.产生持续电流的条件
一是需要电源
二是电路要闭合
2.如何知道电路中是否有电流?
产生电磁感应现象的条件和规律
探究:
提出问题: 如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电?
设计实验:
1、选择实验器材
磁体
灵敏电流表
G
2、连接电路
导线、开关
实验过程:
1. 线圈的一侧在磁场中静止时:
(1)闭合开关,观察电流表指针是否偏转。
(2)换用磁性更强的蹄形磁体,闭合开关,观察电流表指针是否偏转。
(3)换用匝数更多的线圈,闭合开关,观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
金属棒在磁场中静止
(1)闭合开关
(2)增强磁性,闭合开关。
(3)增加线圈匝数,闭合开关。
不摆动
不摆动
不摆动
没有电流产生
没有电流产生
没有电流产生
结论:是否能产生电与磁体磁性强弱和线圈匝数多少无关
2. 线圈的一侧在磁场中运动时:
(1)闭合开关,让导线在磁场中做水平(即垂直于磁场方向)向左和向右运动,观察电流表指针是否偏转。
发生偏转
(2)闭合开关,让导线在磁场中做垂直(平行于磁场方向)向上和向下的运动,观察电流表指针是否偏转。
不发生偏转
(3)闭合开关,让磁体斜向上或向下运动,观察电流表指针是否偏转。
发生偏转
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
线圈的一侧在磁场中
运动
垂直于磁场方向向左和向右运动
平行于磁场方向向上和向下运动
斜向上或向下运动
摆动
不摆动
摆动
没有电流产生
有电流产生
有电流产生
分析与论证:
产生感应电流条件:
实验结论:
大量的实验表明: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。
2.闭合电路的一部分导体
1.做切割磁感线运动
1.电磁感应: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。
2.感应电流
电磁感应产生的电流就叫感应电流。
电磁感应现象
电路不闭合呢?有电流吗?
如果电路不闭合,导体作切割磁感线运动时,导体不会产生感应电流,但导体两端产生感应电压。
若导线静止而磁体运动
(1)闭合开关,让磁体做水平向左和向右运动,观察电流表指针是否偏转。
(2)闭合开关,让磁体做垂直向上和向下的运动,观察电流表指针是否偏转。
(3)闭合开关,让磁体斜向上或向下运动,观察电流表指针是否偏转。
有没有电流?
思考:
电路中感应电流的方向可能与哪些因素有关?
感应电流方向与导体运动方向(切割磁感线的方向)有关。
感应电流方向与磁场方向(磁感线方向)有关。
结论:感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关。只改变导体运动方向或磁场方向,电流方向发生改变。
判定定则:
右手定则
1、伸开右手,拇指与四指垂直。
2、让磁感线垂直穿过手心。
3、拇指所指方向就是导体切割磁感线运动方向。
4、那么四指所指的方向就是感应电流的方向。
有什么简便的方法判断感应电流的方向?
探究:
感应电流的大小与哪些因素有关。
1、导线切割的速度大小;
2、导线切割的速度方向;
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。
建立假设:
设计实验方案:
进行实验:
控制变量法
得出结论:
影响感应电流大小的因素是导线切割的速度大小、 永磁体的强度、切割导线的条数、切割导线的有效长度。
电磁感应现象中能量转化
电磁感应现象中,移动导体切割磁感线时消耗了 能,在闭合电路中产生了 能。
机械
电
机械能转化为电能
2.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾.例如1825年曰内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙.为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线