第一节 探究：产生感应电流的条件 （培优教学课件）物理新教材沪科版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“探究产生感应电流的条件”，从奥斯特电流磁效应出发，引出法拉第对磁生电的探索，构建“电生磁-磁生电”的知识脉络，为学生提供清晰的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，通过对比不同运动方向的实验步骤、反思交流（如导体不动移磁体是否生电）培养科学思维，结合动圈式话筒、电磁炉等生活应用深化物理观念，例题与训练助学生巩固。教师使用可提升教学效率，学生能在探究中理解知识，激发学习兴趣。

义务教育教科书 第十九章 电能从哪里来 第一节 探究：产生感应电流的条件 上海科学技术出版社 思考： 输电线将发电机输出的电能传输到用户。 发电机是怎样发电的？电能又是如何传输的？ 导入新课 在1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，即电流的周围存在着磁场。 英国物理学家法拉第经10年的多次探索，于1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？历史上，有许多的物理学家进行了探索。 奥斯特 法拉第 学习目标 能完成“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验，能按要求完成实验报告；知道电磁感应现象和感应电流，了解电磁感应在生产生活中的应用。 1. 实验：探究产生感应电流的条件 2. 电磁感应及其应用 3. 课堂总结 4. 综合提升训练 目录导航 一、实验：探究产生感应电流的条件 第一节 探究：产生感应电流的条件 一、实验：探究产生感应电流的条件 【想一想】奥斯特实验告诉我们，通电导线周围存在磁场，也就是说电能产生磁，那么磁能否产生电呢？ 1. 探究：怎样产生感应电流 发电机模型 【实验】如图所示是发电机的模型，它有一个可以产生磁场的磁体，一个可以在磁场中旋转的线圈。摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。这表明发电机发出了电。 【问题】发电机为什么能发电呢？ 【猜想与假设】实验表明：发电机的线圈只有在转动时才能发出电来，由此可以猜想：发电机发电，可能与线圈在磁场中的运动有关。 一、实验：探究产生感应电流的条件 【实验目的】 （1）探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。 （2）探究导体在磁场中运动产生电流的方向与哪些因素有关。 【实验器材】U形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计和铁架台。 实验装置示意图 【实验设计】如图所示，将导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。让导体在U形磁体的磁场中运动，探究产生感应电流的条件和影响电流方向的因素。 一、实验：探究产生感应电流的条件 实验 操作 示意图 实验 现象 （1）闭合开关，让导线AB在磁场中静止 （2）让导线在磁场中沿竖直方向上下运动（与磁感线平行） 【实验步骤】 指针不偏转 指针不偏转 一、实验：探究产生感应电流的条件 实验 操作 示意图 实验 现象 （3）让导线在磁场中沿水平方向里外运动（与AB平行） （4）让导线在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线） 指针不偏转 指针偏转 一、实验：探究产生感应电流的条件 实验 操作 示意图 实验 现象 （5）让导线在磁场中斜向上运动（或斜向下） （6）断开开关，让导线在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线） 指针偏转 指针不偏转 一、实验：探究产生感应电流的条件 【探究分析】 如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来可能会方便些。 （1）由实验（1）、（2）、（3）可知， 电路闭合，导体在磁场中不做切割磁感线运动时， 电流表的指针不偏转，表明没有电流产生。 （2）由实验（4）、（5）可知，电路闭合，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针偏转，表明产生了电流。 （3）由实验（6）可知，电路断开，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针不偏转，表明没有电流产生。 一、实验：探究产生感应电流的条件 ①导体是闭合电路的一部分； ②导体在磁场中做切割磁感线运动。 【实验结论】 导体在磁场中运动时产生电流的条件： 一、实验：探究产生感应电流的条件 【反思交流】 （1）如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？为什么？ （2）如果导体不动，移动U形磁体，导体中能产生电流吗？为什么？ （3）在上述实验过程中，能量是如何转化？ 一、实验：探究产生感应电流的条件 （1）如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？为什么？ 如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中也能产生电流。 但是导体运动方向与磁感线方向平行时，导体中不能产生电流 。 能产生电流 不能产生电流 一、实验：探究产生感应电流的条件 （2）如果导体不动，移动U形磁体，导体中能产生电流吗？为什么？ （3）在上述实验过程中，能量是如何转化？ 磁体不动，导体AB左右运动能产生感应电流；若AB不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 在上述实验过程中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。 一、实验：探究产生感应电流的条件 【猜一猜】可以通过什么方法改变电流的方向? 既然导体做切割磁感线运动时，电路中才会产生电流。电流的方向应该与导体运动的方向和磁场的方向有关。 2. 探究导体在磁场中运动时产生电流的方向 一、实验：探究产生感应电流的条件 （1）闭合开关让导体向左运动，观察实验现象，发现电流表指针向右偏转。 （2）闭合开关让导体向右运动，观察实验现象，发现电流表指针向左偏转。 【进行实验】 一、实验：探究产生感应电流的条件 （3）将磁体的N、S极对调，闭合开关，让导体向左运动，电流表指针向左偏转。 （4）将磁体的N、S极对调，闭合开关，让导体向右运动，电流表指针向右偏转。 一、实验：探究产生感应电流的条件 【探究分析】 （1）比较实验（1）与（2）或（3）与（4）的实验可知，在磁场方向不变时，导体做切割磁感线运动的方向相反，电流的方向相反，说明电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。 （2）比较（1）与（3）或（2）与（4）的实验可知，在导体做切割磁感线运动的方向相同时，调换磁体N、S极的位置，电流的方向相反，说明电流的方向与磁场的方向有关。 （3）比较（1）与（4）或（2）与（3）的实验可知，磁极和导体切割磁感线的方向均发生了改变，但电流的方向不变，说明同时使磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向反向时，电流方向不变。 一、实验：探究产生感应电流的条件 【实验结论】 导体在磁场中运动时产生电流的的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，电流的方向改变；若同时将磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向改变，则电流的方向不变。 一、实验：探究产生感应电流的条件 如图所示，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 右手定则 用右手判断感应电流的方向 【拓展一步】 一、实验：探究产生感应电流的条件 （1）该实验中，灵敏电流计的作用是______________（写出一条）； （2）确认灵敏电流计能正常工作后，小明同学发现，无论导体在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是______（写出一条）； （3）在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完善后，根据观察到的现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做_______________运动时，电路中会产生电流； （4）在此实验过程中，能量转化情况是__________________。 【例题1】如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体 悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。 切割磁感线      判断电流的大小或方向     产生的电流太小或电路不是闭合回路        机械能转化为电能  【解析】（1）实验中灵敏电流计的作用是判断产生 电流的大小、判断产生电流的方向。因为电路中有电流通过时，灵敏电流计的指针会偏转，电流大小不同，偏转程度也不同，电流方向不同，偏转方向也不同。 （2）灵敏电流计能正常工作后，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小，或电路不是闭合回路，没有电流产生。 （3）由观察到的现象可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流。 （4）在此实验过程中，消耗机械能得到电能，即把机械能转化为电能. 一、实验：探究产生感应电流的条件 二、电磁感应及其应用 第一节 探究：产生感应电流的条件 二、电磁感应及其应用 （1）电磁感应现象 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应现象，电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。 （2）产生感应电流的条件 1. 电磁感应现象 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流；感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。 大量实验证明： 二、电磁感应及其应用 电磁感应现象在生活生产中有着广泛的应用。 2. 电磁感应现象的应用 动圈式话筒是应用电磁感应原理制成的。 声波具有能量，当对着话筒说话时，声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永久磁体的磁场里切割磁感线，就产生感应电流（电信号）。强弱变化的声波，引起膜片(线圈)振动的幅度与快慢时刻变化，导致感应电流的大小和方向时刻变化，时刻变化的电流信号经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中发出放大的声音。话筒是把声信号变为电信号的装置，其工作原理可概括为： 振动 电流 电磁感应 动圈式话筒 （1）动圈式话筒（麦克风） 二、电磁感应及其应用 （2）手机无线充电器 这是最常见的无线充电器的工作方式，它利用电磁感应的原理，电流通过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。从而实现能量在空间范围内的传递；这种无线充电器的实现方式得到了无线充电联盟的推广。 二、电磁感应及其应用 （3）电磁炉 电磁炉具有无明火加热的特点。图甲为一种常见的电磁炉，图乙是其工作原理示意图，它主要由线圈、铁芯、石英玻璃灶面、金属锅体、工作电路和控制电路等组成，线圈绕在铁芯上。 电磁炉工作时，高频交流电流过线圈，线圈产生变化的磁场，该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热。即锅底靠近线圈时，锅底的感应电流最大，且感应电流随锅体离线圈距离增大而显著减小。在电磁炉上使用的锅体担负着能量转化的任务，一般采用磁性的金属材料制成。 【例题2】小明给他的同学展示了一个神奇的手电筒，如图所示，此手电筒不需要安装电池，使用时只要将它来回摇晃，就能发光，并且来回摇晃得越快，手电筒发光越亮。下列说法中正确的是（　　） A．手电筒周围的磁场是均匀的 B．手电筒获得电能的原理是电磁感应 C．手电筒周围存在磁感线 D．摇晃速度改变引起手电筒中的电流方向改变 B 二、电磁感应及其应用 【解析】A．磁铁周围的磁场不均匀，离磁极越近磁场 越强，越远磁场越弱，故A错误； B．该手电筒使用时只要将它来回摇晃，就能发光，是因为手电筒中的导体在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，即手电筒获得电能的原理是电磁感应，故B正确； C．磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，并不是真实存在的。故C错误； D．导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关。 当手电筒来回摇晃时，导体在磁场中做切割磁感线运动的方向会周期性地改变，从而引起手电筒中电流方向的周期性改变；而摇晃速度改变只会影响切割磁感线的快慢，即影响感应电流的大小，不会引起电流方向的改变，故D错误。故选B。 二、电磁感应及其应用 【例题3】当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风），如图所示，是动圈式话筒构造示意图，当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，根据__________现象，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的_______，经放大后，通过扬声器还原成声音。 【解析】当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在磁场里的振动，会切割磁感线产生感应电流，这就是电信号，根据电磁感应现象，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流。 二、电磁感应及其应用 电流 电磁感应 三、课堂总结 第一节 探究：产生感应电流的条件 课堂总结 ①电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。 ②感应电流：电磁感应现象中产生的电流。 电磁感应 感应电流 产生感 应电流 的条件 ①导体是闭合电路的一部分。 ②在磁场中做切割磁感线运动。 ①与磁场方向有关。 ②与导体切割磁感线运动的方向有关。 ①发电机。 ②动圈式话筒。 ③手机无线充电器。 ④电磁炉。 电磁感应及其应用 产生 条件 方向 五、综合提升训练 第一节 探究：产生感应电流的条件 【解析】图中实验装置中没有电源，开关闭合，导体ab做切割磁感线运动时会产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，这是电磁感应现象。 故选C。 综合提升训练 1．如图所示，该实验装置的原理是（ ） A．电流的热效应 B．电流的磁效应 C．电磁感应 D．通电导体在磁场中受到力的作用 C 综合提升训练 【解析】当闭合电路的一部分导体切割磁感线时，会产生感应电流，而ABC导体都在切割磁感线，而只有D顺着磁感线运动，不会切割磁感线，故ABC不符合题意，D符合题意。所以选D。 2．图中的a表示垂直于纸面的一段导线，它是闭合电路的一部分。当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时，不会产生感应电流的是（　　） D A B C D 综合提升训练 3．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是（　　） A. 麦克风 B．防水报警器 C. 电铃 D．扬声器 A A B C D 综合提升训练 【解析】A．麦克风是将声信号转换成电信号，利用电磁感应原理工作的，故A符合题意； B．防水报警器是利用电磁继电器来工作的，原理是电流的磁效应，故B不符合题意； C．电铃是利用电流的磁效应来工作的，故C不符合题意； D．扬声器是将电信号转换成声信号，是利用通电导体在磁场中受力的作用，故D不符合题意。所以选A。 综合提升训练 【解析】由题意可知，给手机充电，把手机放在通有低压交变电流的小圆盘上，手机上的线圈就相当于切割了小圆盘线圈产生的磁感线，产生了电流，所以无线充电的工作原理是电磁感应现象。所以选D。 4．无线充电手机和小圆盘充电器上都装有线圈，如图把手机放在通有低压交变电流的小圆盘上，手机上的线圈就相当于切割了小圆盘线圈产生的磁感线，就能实现对手机无线充电了。它利用的原理是（ ） A．超导 B．电流的热效应 C．电流的磁效应 D．电磁感应 D 综合提升训练 5．如图所示为扩音器的工作原理图，当对着话筒说话时，膜片振动产生的“信号”经过放大器放大，最终使扬声器纸盆振动，将说话的声音放大，下列说法正确的是（　　） C A．话筒和扬声器的工作原理都是电磁感应 B．话筒和扬声器的工作原理都类似电动机 C．话筒工作原理是电磁感应，扬声器工作原理类似电动机 D．话筒工作原理类似电动机，扬声器工作原理是电磁感应 【解析】对着话筒说话，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，这是电磁感应现象；对于扬声器，变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈，由于通电导线在磁场中受力的作用，故能使线圈在磁场中受力来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就能够发声了，利用的是磁场对电流有力的作用的原理，类似于电动机，故ABD错误，C正确。所以选C。 综合提升训练 综合提升训练 （1）小阳探究的问题是：感应电流的方向与_________是否有关； （2）实验中，灵敏电流计的作用是______________； （3）实验中金属棒AB向右运动产生感应电流的过程中能量转化与 _________（选填：“电动机”或“发电机”）工作时相同。 6．小阳用如图所示的实验装置进行实验，闭合开关，使金属棒AB向右运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向；将蹄形磁铁的N、S极对调，仍使金属棒AB向右运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向。 磁场方向 显示感应电流的方向 发电机 （1）实验中，控制金属棒的运动方向相同，改变磁场方向，是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。 （2）实验中可以通过观察灵敏电流计的指针偏转方向判断感应电流方向。 （3）实验中金属棒AB向右运动产生感应电流的过程中能量转化是将机械能转化为电能，此过程与发电机工作时相同。 综合提升训练 $