16.5电磁感应 发电机课件 --2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第五节 电磁感应 发电机 第十六章 电磁转换 学习目标 电磁感应现象 探究感应电流产生的条件 发电机 知识点 电磁感应现象 知1－讲 探究新知 1 1. 体验磁生电现象 如图1 所示，在微型风扇的插头处接一个发光二极管，旋转叶片时，观察到二极管发光；手指捏住插头的两个插脚，旋转叶片时，手指感到麻． 知1－讲 感悟新知 分析结果 旋转叶片时，实际上是线圈在磁场中转动，二极管发光、手指感到麻说明产生电流，即线圈在磁场中转动可以产生电流． 分析思考 二极管发光和手指感到麻说明了什么？ 知1－讲 感悟新知 2. 电磁感应现象 (1)电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象. 电磁感应产生的电流叫作感应电流. (2)发现：英国物理学家法拉第经过近10 年的探索，于1831 年发现了电磁感应定律. 感悟新知 知1－练 如图2 所示的小直流电动机主要由磁铁和线圈组成，小明为探究“直流电动机线圈转动时能否产生感应电流”，将一个小灯泡连在完好的直流电动机两接线柱上，多次用力沿不同方向 转动转轴，小灯泡总不能 发光． 例 1 6 感悟新知 知1－练 请你分析上述现象判断：该电动机线圈转动时灯丝中________(填“一定有”“可能有”或“一定无”)电流通过．为验证你的判断，你可选用___________ ________________来更好地判断电流的有无． 可能有 小量程电流 表(或发光二极管) 7 感悟新知 知1－练 解题秘方：线圈在磁场中转动会产生感应电流，这就是电磁感应现象. 8 感悟新知 知1－练 解析：将一个小灯泡连在完好的直流电动机两接线柱上，多次用力沿不同方向转动转轴，线圈做切割磁感线运动，若小灯泡完好，则一定会产生感应电流，只是小灯泡的实际功率太小，灯泡不会发光；若小灯泡断路，则电路中无电流. 为验证你的判断，可以在电路中接入小量程电流表或用发光二极管替代小灯泡来判断电流的有无． 9 感悟新知 知1－练 1.[中考· 江西] 如图3 所示，卸下家用微型风扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来，用力转动风扇叶子， 看到灵敏电流计的指针偏转， 这是________现象，此过程中机械能转化为______. 电磁感应 电能 10 知识点 探究感应电流产生的条件 知2－讲 感悟新知 2 1. 探究感应电流产生的条件 实验体验：如图4 所示，开关闭合，让导体在磁场中保持静止、沿不同方向运动时，观察到的现象如表所示． 知2－讲 感悟新知 导体AB 在磁场中运动的情况 电流计有无示数 静止 无 沿竖直方向上下运动 无 沿水平方向左右运动 有 向左上方或右上方运动 有 沿AB 方向里外运动 无 知2－讲 感悟新知 分析思考 导体AB 产生感应电流的运动是怎样的？ 分析结果 导体AB产生感应电流的运动：导体AB做切割磁感线运动. 知2－讲 感悟新知 实验结论：产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动． 知2－讲 感悟新知 2. 探究感应电流方向的影响因素 实验体验：如图4 所示，相同的磁场中，导体做切割磁感线运动由向左改成向右时，灵敏电流计的指针偏转方向发生改变；切割磁感线运动方向相同，对调磁极(改变磁场方向)时，灵敏电流计的指针偏转方向发生改变． 知2－讲 感悟新知 推理思考 如果导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？ 知2－讲 感悟新知 推理结果 只改变切割磁感线方向时，感应电流方向发生改变，再改变磁场方向时，感应电流方向再次改变，两次改变导致电流方向和原来电流方向相同，即切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变时，灵敏电流计的指针偏转方向不会改变. 知2－讲 感悟新知 实验结论：感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关． 感悟新知 知2－练 [中考 ·武汉] 某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电. 在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路． 例2 感悟新知 知2－练 解题秘方：产生感应电流的条件有两个：一是电路是闭合的；二是导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可． 感悟新知 知2－练 (1)让导线AB 在磁场中静止， 观察到电流表指针______；让导线AB 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______ ；保持蹄形磁体静止，让导线AB 从图中所示位置水平向右运动， 观察到电流表指针______ ． (均填“偏转”或“不偏转”) 不偏转 不偏转 偏转 感悟新知 知2－练 解析：让导线AB 在磁场中静止，导线在磁场中 没有做切割磁感线运动，没有感应电流产生，观察到电流表指针不偏转；让导线AB 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，同样不会有感应电流产生，从而观察不到指针偏转；保持蹄形磁体静止，让导线AB 从图中所示位置水平向右运动，导线在磁场中做切割磁感线运动，有感应电流产生，会观察到电流表指针偏转； 感悟新知 知2－练 (2)图乙中的a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分．它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______(填标号)． C、D 感悟新知 知2－练 解析：由图乙可知，C、D 两图中导线做切割磁感线 运动，会产生感应电流；A、B 两图中的导线运动时没有切割磁感线，不会产生感应电流． 感悟新知 知2－练 2. 如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图． (1)磁体和导体棒AB 相对静止，闭合开关， 能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？ 答：___________． 否 25 感悟新知 知2－练 (2)探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时， 应该保持_________的方向不变． (3)小明猜想磁场强弱会影响感应电 流大小，于是他设计了图乙所示 的电磁铁代替原有磁体再次实验， 此时需要在图乙的电路中再接入 的元件是__________. 磁场 滑动变阻器 26 知识点 发电机 知3－讲 感悟新知 3 1. 原理：电磁感应现象. 2. 结构：手摇发电机模型如图7 甲所示、工作原理图如图乙所 知3－讲 感悟新知 3. 观察手摇发电机电流的特点 实验体验：(1)如图7 所示，摇动手柄时，观察小灯泡亮度时刻在改变；(2)将小灯泡换成小量程电流表，缓慢地摇动手柄， 观察到电流表指 针左右摆动． 知3－讲 感悟新知 分析思考 小灯泡亮暗的改变、电流表指针的左右摆动，分别说明手摇发电机产生的电流有什么特点？ 分析结果 小灯泡亮暗时刻在变化，说明发电机产生的电流大小时刻在变化；电流表指针左右摆动，说明发电机产生的电流方向时刻在变化. 知3－讲 感悟新知 实验结论：线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间周期性变化，这种电流叫作交变电流, 即交流电. 4. 能量转化：发电机工作时把机械能转化为电能；发电过程中，因线圈的电阻、转动系统的摩擦，有部分机械能转化为内能． 知3－讲 感悟新知 知识拓展 我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹，其意义是发电机线圈转1周用0.02秒，即1秒内线圈转50 周. 感悟新知 知3－练 [广东模拟] 发电机的工作原理是___________，能说明直流电动机工作原理的是图中的_______(填“甲”或“乙”). 例 3 电磁感应 乙 感悟新知 知3－练 解题秘方：判断电动机和发电机模型的依据：电路中有无电源；有电源的是电动机，无电源的是发电机. 感悟新知 知3－练 解析：甲图中没有电源，即线圈做切割磁感线运动会产生电流，即甲是发电机的工作原理图；乙图中有电源，即通电后磁场中的线圈会受力运动，所以乙是直流电动机的工作原理图． 感悟新知 知3－练 3. 如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光. 此处产生电磁感应现象的是______(填“甲”或“乙”)电动机. 该过程中能量转化 是将电能→______能→电 能，最终转化为内能和光能． 甲 机械 35 电磁感应 发电机 发电机 原理 结构 交流电 电磁感应 定子、转子 课堂小结 $$