18.2 科学探究：怎样产生感应电流- 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第十八章　电能从哪里来 第二节　科学探究怎样产生感应电流 九年级全一册•沪科版 学习目标 1.通过实验知道导体在磁场中产生感应电流的条件。 2.知道电磁感应现象及在生活中的应用。 3.了解感应电流方向的影响因素。 4.知道发电机的原理。 学习导入 1831年，英国物理学家法拉第发现了利用磁场产生电流的规律,进一步揭示了电和磁之间的联系。使人类大规模用电成为可能。 1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验证实通电导体的周围存在着磁场。第一次揭示了电和磁之间联系。 奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁场，那么磁能否产生电流呢？ 　法拉第（Michael Faraday，1791—1867），英国物理学家、化学家。在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。 根据这个发现，发明了发电机，开辟了电气化的时代。 学习探究 如何利用磁场获得电流？ 蹄形磁铁 导体 开关 灵敏电流计 导体在磁场中产生电流的条件 实验探究 实验器材 思考 电磁感应现象 1）通过观察电流表的指针是否发生偏转来判断是否有感应电流产生，这里运用了转换法。 2）由于产生的感应电流较小且需要判断电流的方向，故选用灵敏度较高的、指针可以左右偏转的电流表（灵敏电流计）。 猜猜，怎样在导体中产生电流呢？ 导体在磁场中运动情况 感应电流 电路闭合 静止 沿着磁感线运动 与磁感线垂直或斜向运动 电路断开 与磁感线垂直或斜向运动 无 无 有 无 导体在磁场中产生电流的情况 实验记录 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生电流，这种现象叫做电磁感应。电磁感应产生的电流叫做感应电流。 导体中产生感应电流的条件： 1.电路闭合； 2.部分导体在磁场中做切割 磁感线的运动。 归纳与总结 1）所谓切割磁感线，类似于切菜，垂直切割或斜着切割都可以。这个过程中可以是导体运动，也可以是磁场运动。 2）在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能 3）产生感应电流的两个条件缺一不可，如果电路不闭合，导体做切割磁感线运动时，能产生感应电压，不会产生感应电流 感应电流的方向与什么因素有关呢？ 影响感应电流的方向的因素 思考 实验探究 1.探究感应电流方向与导体运动方向的关系 当磁感线方向不变时，感应电流的方向与导体运动方向有关，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生改变。 2.探究感应电流方向与磁场方向的关系 当导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关，磁场方向改变，感应电流方向也要发生改变。 感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。 电磁感应现象表明：导体在磁场中切割磁感线运动时，有电流产生，把机械能转化为电能。 归纳与总结 发电机 电磁感应手电筒 话筒 变压器 电磁感应现象的应用 发电机是根据 电磁感应 原理工作的 是机械能 转化为电能 的机器 发电机 发电机的构造及原理 （1）构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。 铜环的作用：线圈转动过程中，有两个边做切割磁感线运动，使线圈中产生了感应电流，通过铜环的连接使外部电路中也有了和线圈中大小和方向相同的交变电流。 ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流。 ① ② ③ ④ a b d c A B 周期性改变电流方向的电流叫做交流电；方向不变的电流叫直流电。 线圈转动一圈，电流方向改变2次 （1）周期：完成一次周期性变化需要的时间（单位：秒） （2）频率：1秒内完成周期性变化的次数或线圈所转的圈数（单位：赫兹） 问：生活用电的周期、频率、每秒方向改变次数？ 我国交流电周期是0.02秒，频率为50赫兹，每秒电流方向改变100次 实际使用的交流发电机（旋转磁场式） 1、组成：定子——线圈；转子——电磁铁 原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难；使用电磁铁可得到强磁场 2、动力机：水轮机、汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等  1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的 2、电动机是消耗电能而输出机械能; 发电机是消耗机械能而输出电能 3、电动机：利用通电线圈在磁场里受力转动的原理 发电机：利用电磁感应原理 发电机与电动机的比较 一、原理图 发电机 电动机 二、结构图 发电机 电动机 1、电磁起重机 2、电磁选矿机 3、电铃 4、电磁继电器 5、磁悬浮列车 6、空气开关 7、电话听筒 碳粒 碳精片 薄铁片 电磁铁 I I 铝膜 原理：通电导体周围存在磁场 电生磁 电流的磁效应 奥斯特 电流的磁效应 原理图 原理 电流磁效应 通电导线周围存在磁场 电生磁 电磁感应 磁生电 通电导体在磁场中受力的作用 磁场对电流的作用 发现者 奥斯特 法拉第 能量 机械能→电能 电能→机械能 应用 电磁铁 电磁选矿机/起重机 电铃、电话听筒、 电磁继电器、空气开关、 磁悬浮列车 发电机 话筒 变压器 电动机 （电风扇、洗衣机、冰箱压缩机、电吹风） 扬声器 电流表、电压表 课堂小结 磁生电 决定感应电 流方向 在磁场中 做切割磁感线运动 闭合回路 部分导体 产生感应 电流条件 磁场方向 导体切割磁感线运动方向 应用：发电机 交流电： 电流大小、方向随时间周期性变化 能量转化： 机械能→电能和内能 课堂练习 1、产生感应电流的条件是（ ） A.导体在磁场中运动 B.导体在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动 D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动 C 2、如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，下列现象描述正确的是（　　） A．导线ab竖直向上运动时，电流表指针会偏转 B．导线ab竖直向下运动时，电流表指针会偏转 C．导线ab从图中所示位置斜向上运动时，电流表指针不会偏转 D．导线ab分别水平向右和水平向左运动时，电流表指针偏转的方向相反 D 3、小明同学将微风电风扇与小灯泡按如图所示回路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，小灯泡发光。产生这种现象的原因是（　　） A．电磁感应现象 B．磁体有吸铁性 C．磁极间的相互作用 D．电荷间的相互作用 A 4、无线充电是一种增加手机续航时间的方式，如图甲所示，其技术的原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。受电线圈处用到了下图中哪个实验的原理（　 ） B A C D C $$