假期辅导讲义：16.5 电磁感应 发电机-2023-2024学年苏科版物理j九年级下册

16.5 电磁感应 发电机 姓名：_________________ 日期：_____月______日 等第___________ 《梦溪笔谈》 【作者】沈括 【朝代】宋 以磁石磨针锋，则锐处常指南， 亦有指北者，恐石性亦不同， 南北相反，理应有异，未深考耳。 《梦溪笔谈》是我国宋代杰出的科学家沈括晚年撰写的自己毕生见闻和研究成果的一部巨著，被科学史家誉为“中国科学史上的坐标”。 沈括在《梦溪笔谈》中记载“以磁石磨针锋，则锐处常指南”，即用磁石磨针可以使针带上磁性，这是一种磁化现象。这一记载，不仅在我国，即使在世界上也是最早的。在上一节课中我们学习了通电导体可以产生磁，那么磁除了可以使像针一样的物体磁化外，能否产生电呢？今天我们就来一起学习初中物理第十六章第五节《电磁感应 发电机》： 1电磁感应现象 1概念 物理学上，利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，电磁感应产生的电流叫做感应电流。 这一现象是英国物理学家法拉第经过10年不懈努力发现的。 2探究感应电流产生的条件 实验装置 将导体AB、开关、小量程电流表和蹄形磁铁按下图所示进行安装： 注意：小量程电流表俗称灵敏电流表，借助小量程电流表可以检测出电路中从几毫安到几十毫安的微小电流。 实验探究 一、探究感应电流的产生 ⑴探究问题：导体AB在磁场中怎样运动才能使回路中产生电流呢？ ⑵实验观察： 电路情况 导体AB在磁场中的运动情况 感应电流 电路 闭合 静止 无 切割磁感线 有 不切割磁感线 无 电路 断开 静止 无 切割磁感线 无 不切割磁感线 无 说明：可以将导体AB想象成一把刀，若它运动时与磁感线相交，则为切割磁感线，否则为不切割磁感线。 ⑶实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 二、探究感应电流的方向 ⑴探究问题：既然导体在磁场中做切割磁感线运动时，可以产生感应电流，那么我们怎样改变感应电流的方向呢？ ⑵实验观察： 改变磁场方向或者改变导体AB的运动方向，观察电流的方向如何变化？ ⑶实验结论：改变磁场方向或改变切割磁感线方向，感应电流的方向就会改变，即感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线方向有关。 实验说明： 产生感应电流的条件有两个： ⑴是“闭合电路的一部分导体”。这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的；②要有一部分导体做切割磁感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分。 ⑵是“做切割磁感线运动”。所谓切割磁感线，类似于切菜，可以是垂直切割，也可以是斜着切割，但必须切到磁感线。 2发电机 电磁感应现象在实际生活中有着广泛的应用，比如动圈式话筒、发电机等，下面我们就来详细了解一下发电机。 1原理 发电机是根据电磁感应现象制成的，它工作时将机械能转化为电能。此外由于线圈存在电阻，电流经过时会产生热量，因此还有一部分机械能转化为内能。 2分类 ⑴交流发电机 ①结构：磁体、线圈、滑环、电刷等。 ②周期：交流发电机的线圈每转动一周，线圈中的电流就重复发生相同的变化，这种变化叫做周期性变化，我国所用交流电频率为50 Hz，周期为0.02 s，1 s内电流方向改变100次。 ⑵直流发电机 ①结构：磁体、线圈、换向器、电刷等。 ②直流电：线圈中产生的是交流电，由于换向器的作用，供给外部的电流为直流电。 3发电机和电动机最明显的区别 发电机无电源，电动机有电源 典型例题：在探究“产生感应电流的条件”实验中。 （1）实验中，观察　   　判断电路中是否有感应电流。 （2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中　  　（选填“有”或“无”）感应电流。 （3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做　 　运动时，导体中就会产生感应电流。 （4）如果将小量程电流表换成　 　，可以探究磁场对通电导体的作用。 【分析】（1）电路中有电流时，电流表的指针转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；（2）（3）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；（4）通电导体在磁场中会受到力的作用。 【解答】解：（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；（4）如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以观察磁场对通电导体的作用。故答案为：（1）电流表的指针是否偏转；（2）有；（3）切割磁感线；（4）电源。 【点评】此题是探究电磁感应现象的实验，考查了学生对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小和电流方向的因素。 3考题再现 习题1：用如图的实验装置“探究感应电流产生的条件”时，以下说法正确的是（　　） A．导体棒AB应该用铁棒 B．只要开关闭合，灵敏电流计指针就会偏转 C．只要导体棒AB水平向右运动，灵敏电流计指针就会偏转 D．开关闭合后，导体棒AB水平向右运动时，灵敏电流计指针会偏转 习题2：如图是一模拟风力发电的模型。电动机通电时，风扇a高速转动产生风力模拟自然风，风扇b在风力作用下带动发电机发电，同时与发电机相连的小灯泡发光。下列说法正确的是（　　） A．电动机转动时把机械能转化为电能 B．发电机是利用电磁感应现象工作的 C．电池电压降低时，风扇a的转速不会改变 D．风力大小不会影响小灯泡发光亮度 习题3：如图所示的实验装置中，当导体棒ab　 　运动时（选填“上下”或“左右”），灵敏电流计的指针会发生偏转。人们利用该实验原理发明了　   　（选填“电动机”或“发电机”）。 习题4：如图所示，将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来，两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线，使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流表的指针发生偏转，则可以断定两同学站立在地面上的　  　方向（选填“东西”或“南北”），这个实验的原理是　 　，老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音器，声音由话筒传入扩音器，经扩音器放大后又经扬声器传出。则在“小蜜蜂”中应用了上述原理的部件是　   　。（选填“话筒”或“扬声器”） 习题5：小明利用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” （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿　 　（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针　 　（选填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做　 　运动时，电路中就产生感应电流。 （4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：　   　。 参考答案：1、D；2、B；3、左右；发电机；4、东西；电磁感应；话筒；5、左右；不会；切割磁感线保持导体运动快慢相同，方向不变，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏角度； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$