四、电磁感应 发电机（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理课件围绕电磁感应现象、感应电流条件及发电机原理展开，从奥斯特电流磁效应引入，通过“问题与探索”衔接法拉第“磁生电”研究，借助“试一试”实验、探究分析等学习支架，引导学生逐步构建物理观念。 其亮点在于以科学探究为主线，通过“探究感应电流条件”的实验对比分析培养科学思维，结合“跳绳时的感应电流”等实践活动联系生活，落实科学态度与责任。学生通过实验操作深化理解，教师可借助清晰的重点难点设计提升教学效果。

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 第十六章 电与磁 科学家对电与磁的研究， 叩开了电气时代的大门。 如今，崇山峻岭水电生，草滩大漠风机旋; 电力塔架巍峨立，输电网络纵横连; 列车风驰电掣，万家灯火辉煌。 人们正享受着电力发展的丰硕成果。 我们所用的电是怎么产生的呢? 四、电磁感应 发电机 导入新课 第四节 电磁感应 发电机 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？怎样研究“磁生电”？历史上，有许多的物理学家进行了探索。 1. 知道电磁感应现象。 2. 知道产生感应电流的条件，知道感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。 3. 了解交流发电机的工作原理。 4. 了解发电机工作过程中的能量转化。 学习目标 第四节 电磁感应 发电机 重点与难点 教学重点： 1. 电磁感应现象； 2. 产生感应电流的条件，影响感应电流方向的因素。 教学难点： 交流发电机的工作原理。 第四节 电磁感应 发电机 学习内容 1. 电磁感应现象 2. 发电机 3. 课堂总结 4. 实践与练习 5. 综合提升训练 第四节 电磁感应 发电机 一、电磁感应现象 第四节 电磁感应 发电机 一、电磁感应现象 试一试 将图中的螺线管、发光二极管、开关、导线组成闭合回路，怎样用条形磁体使发光二极管发光? （1）尝试“磁生电” 1. 电磁感应现象 一、电磁感应现象 说一说 你是怎样使发光二极管发光的?你认为最关键的因素是什么? 当条形磁铁快速插入或拔出螺线管中时，发光二极管会发光。 该实验表明：利用磁场可以得到电流，即“磁生电”。 一、电磁感应现象 （2）电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应，电磁感应产生的电流叫作感应电流。 1821年，英国物理学家法拉第开始进行磁生电的探索，经过十年的不懈努力，终于在1831年发现了磁生电的规律。 今天我们沿着科学家的足迹，来研究如何利用磁场来获得电流。 一、电磁感应现象 2. 探究感应电流产生的条件 如图所示将导体AB、开关、灵敏电流计和蹄形磁体组装起来。 装 置 信息快递： 灵敏电流计可以检测出几十微安到几毫安的微弱电流，并且它的“0”刻度线在中间可以左右偏转显示电流的方向。 一、电磁感应现象 ①让导体AB静止在磁场中，闭合开关，观察回路中是否有感应电流产生. ②在电路闭合时，让导体AB分别沿磁场方向运动和做切割磁感线运动，观察回路中是否有感应电流产生。 ③把观察到的现象记录在表格中。 实 验 信息快递： 可将导体AB想象成一把刀，若它运动时与磁感线相交，则切割磁感线，否则不切割磁感线。 （1）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 一、电磁感应现象 实验 序号 电路部分导体AB在磁场中 电流的 有无 1 电路断开 2 静止 3 向上、向下运动 4 向前、向后运动 5 向左、向右运动（切割磁感线) 6 斜着运动（切割磁感线） 无 无 无 有 有 无 一、电磁感应现象 【探究分析】 （1）由实验序号1与2可知，电路断开，没有感应电流产生；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，表明没有感应电流产生。 （2）由实验序号3与4可知，电路闭合，导体在磁场中不做切割磁感线运动时，电流表的指针不发生偏转，表明没有感应电流产生。 （3）由实验5与6可知，电路闭合，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，表明电路产生了感应电流。 一、电磁感应现象 在电路闭合时，导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。 （2）导体中产生感应电流的条件 导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做切割磁感线运动。 【结论】 一、电磁感应现象 （3）理解产生感应电流的条件 ①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。 ②对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。 ③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。 （4）电磁感应现象中的能量转化 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。 一、电磁感应现象 【猜一猜】可以通过什么方法改变感应电流的方向? 既然导体做切割磁感线运动时，电路中才会产生感应电流。感应电流的方向应该与导体运动的方向和磁场的方向有关。 3. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的方向 一、电磁感应现象 （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、电磁感应现象 （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、电磁感应现象 【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，感应电流的方向相反，说明感应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，感应电流的方向相反，说明感应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，但感应电流的方向不变，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，感应电流方向不变。 一、电磁感应现象 【实验结论】 在电磁感应中，感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向和有关。 只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向改变； 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，则感应电流的方向不变。 一、电磁感应现象 （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，电路中会产生感应电流； （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      判断感应电流 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  一、电磁感应现象 【解析】（1）实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向。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，电路中会产生感应电流。 （4）电磁感应现象中，消耗机械能得到电能，即把机械能转化为电能。 一、电磁感应现象 （1）如图（a）所示，将一条长约5m的软导线两端与微电流传感器相连，形成闭合回路。微电流传感器与计算机相连。让两位同学快速甩动软导线，观察计算机显示的微电流波形，如图（b）所示。 4. 跳“绳”时的感应电流 做一做 一、电磁感应现象 （2）改变甩动软导线的速度，观察微电流的波形有何变化。 改变甩动软导线的速度，观察到微电流偏离“0”点的距离变大。 议一议 为什么导线中会有电流产生?能量是怎样转化的? 地球的周围存在磁场，两位同学快速甩动软导线，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象。 在该现象中，机械能转化为电能。 二、发电机 第四节 电磁感应 发电机 二、发电机 1. 观察手摇发电机发电 （1）观察与实验 发电机怎样发电？以手摇发电机为例学习。 ①观察模型式手摇发电机的构造 磁极是什么形状的？线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的？摇把是通过什么带动线圈转起来的？ ②摇动手柄时，你观察到什么现象？这说明什么问题？ ③将灯泡换成灵敏电流计，缓缓地摇动手柄，你发现了什么现象？说明了什么问题？ 二、发电机 手轮 蹄形磁铁 线圈 小电灯 电刷 换向器 （2）观察结果 ①手摇发电机的主要构造 磁铁形状是蹄形磁铁 ；线圈是通过电刷与灯泡（或发光二极管）串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 二、发电机 ②摇动手柄时，观察到灯泡闪烁发光。如果快速摇动轮盘时，会观察到灯泡更亮。说明摇动转轮的转速越大，灯泡发光越亮。 ③将灯泡换成灵敏电流计，缓缓地摇动手柄，会观察到电流表指针左右来回摆动，这说明该发电机产生的电流的方向在改变。 发电机的线圈在转动过程中，线圈中电流的大小和方向重复发生相同的变化，这种变化叫作周期性变化，这种发电机叫作交流发电机。 二、发电机 （1）发电机主要构造 磁铁、线圈abcd、铜环K和L、电刷A与B等。 （2）主要部分作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 2. 交流发电机 磁铁 铜环 电刷 线圈abcd 二、发电机 （3）交流发电机工作原理示意图 导线ab边向左运动，cd边向右运动，不切割磁感线，没有电流。 导线ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为A到B。 B A 线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，不切割磁感线，没有电流。 导线ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为B到A。 B A 甲 乙 丙 丁 二、发电机 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成周期性变化的电流。 甲 乙 丙 丁 二、发电机 （1）交变电流：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发生周期性变化，这种电流叫作交变电流。 （2）交流电的频率：我们日常生活中使用的交变电流每秒钟完成50个周期性变化。即交流电的频率为 f=50/s=50HZ 周期为T=0.2s （3）交流发电机：发电机的线圈在转动过程中，线圈中电流的大小和方向重复发生相同的变化，这种变化叫作周期性变化，这种发电机叫作交流发电机。 3. 交变电流 二、发电机 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。概括地讲是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。实际上大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。 转子 定子 大型发电机安装转子 二、发电机 机械能 电能 （2）发电机的能量转化 从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。 二、发电机 视频演示——《发电机原理》 二、发电机 【例题2】如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（　　） A．发电机是利用电流的磁效应来工作的 B．发电机将电能转化为了机械能 C．线圈转得越快，小灯泡越亮 D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边 C 二、发电机 【解析】A．发电机的工作原理是电磁感应，不是利用电流的磁效应，故A错误； B．发电机消耗机械能获得电能，将机械能能转化为电能，故B错误； C．发电机线圈转得越快，切割磁感线的速度就越大，则产生的感应电流越大，小灯泡越亮，故C正确； D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，当线圈在磁场中转动做切割磁感线运动时，在前半圈和后半圈，线圈切割磁感线的方向是相反的，则产生的感应电流方向也不断交替改变，故电流表的指针会不断左右交替偏转，故D错误。 故选C。 二、发电机 【例题3】如图所示，下列与电磁现象有关的分析中正确的是（　　） A．图甲：该装置利用的是发电机的原理 B．图乙：该装置可以用来研究电动机的工作原理 C．图丙：铁棒靠近小磁针，小磁针偏转说明铁棒一定具有磁性 D．图丁：铁钉B吸引大头针更多说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 D 二、发电机 【解析】A．甲图有电源，闭合开关后，导体棒会在磁场中运动，是由于通电导体在磁场中受到力的作用，根据这个原理制成了电动机，故A错误； B．乙图中，导体棒在磁场中切割磁感线，灵敏电流计就会发生偏转，产生了电流，是电磁感应现象，利用该装置制成了发电机，故B错误； C．丙图中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，由于力的作用是相互的，图中小磁针也会被铁棒吸引，不能确定铁棒是否具有磁性，故C正确； D．丁图中，铁芯相同、电流相同，只有线圈的匝数不同，铁钉B吸引大头针更多说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D正确。 故选D。 在奥斯特发现电流的磁效应后，科学家们纷纷开始研究磁是否能“生”电。其中，瑞士物理学家科拉顿在1825年曾试图用磁体在线圈中运动获得电流，他用一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合回路，为了使磁体不影响灵敏电流计指针的转动，他特意将灵敏电流计放在隔壁房间。 最早的发电机 科拉顿将磁体插入线圈后快速跑到另一个房间里观察灵敏电流计，结果看到灵敏电流计指针“纹丝不动”。经过多次实验，他都得到了同样的结果，科拉顿最终与发现真理的机会失之交臂。 法拉第在总结别人和他自己失败的经验教训后，经过反复实验，终于认识到磁“生”电是变化的动态过程，它产生的也不是稳定的电流，从而实现了关键性的突破，于1831年发现了电磁感应定律。 最早的发电机 电磁感应现象的发现，激励法拉第进一步发明了能够产生持续电流的机器——发电机。法拉第认为，金属圆盘可以看成由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。如果使金属圆盘在磁极间不断转动，就相当于每根导线都在做切割磁感线运动，这样便能产生持续的电流。 1831年10月，法拉第终于把构想变成了现实，制成了圆盘发电机，这实际上是现代直流发电机的雏形。历史表明，法拉第的这一发明为人类步入电气时代作出了重大贡献。 法拉第圆盘发电机 最早的发电机 从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。 例如，水电站利用水轮发电机将水流的机械能转化为电能； 火力发电厂利用燃气轮发电机将燃气的内能转化为机械能，或利用汽轮发电机将水蒸气的内能转化为机械能，进而再转化为电能。 在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。 最早的发电机 （1）“西电东送”工程 我国煤炭资源主要分布在西部和北部地区，水能资源主要集中在西南地区，东部地区的一次能源资源匮乏、用电负荷相对集中。能源资源与电力负荷分布的不均衡性决定了“西电东送”的必要性。 “西电东送”工程就是把西部地区丰富的煤炭资源和水能资源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。 “西电东送”工程与高压直流输电 “西电东送”工程分北部、中部、南部三个通道。中部通道的水力资源最丰富，世界第二大水电站——白鹤滩水电站就坐落其间。它位于四川和云南的交界处，地处金沙江下游，总装机容量1.6×107kW。 白鹤滩水电站 截至2023年1月28日，白鹤滩水电站累计生产清洁电能突破6×1010kW·h，相当于节约标准煤约1.81×107t，减排二氧化碳约4.97×107t。 “西电东送”工程与高压直流输电 （2）高压直流输电 降低输电线路的能量损耗是实现“西电东送”的关键，而特高压直流输电正是解决远距离输电问题的最佳方案。如果能提高输电电压，即减小输电电流，就可以减少电能在传输过程中的损耗。 特高压输电的流程大致如下：在输电线路的始端，先用升压变压器将低压变为高压，再用整流器把交流电变为直流电，通过特高压输电网进行远距离传输；在输电线路末端，先用逆变器把直流电变为交流电，再用降压变压器将特高压交流电变为低压交流电，供用户使用。 “西电东送”工程与高压直流输电 降压变压器 远距离传输 升压变压器 我国电力科研人员攻克了特高电压下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题，开发了多项世界领先技术。 “西电东送”工程与高压直流输电 三、课堂总结 第四节 电磁感应 发电机 课堂总结 利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应，电磁感应产生的电流叫作感应电流。 电磁感应 感应电流 电磁感应发电机 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与导体运动的方向有关。 ①原理：电磁感应现象。 ②交变电流：电流的大小和方向周期性变化。 ③基本组成：定子、转子。 ④能量转化：把机械能转化为电能。 交流 发电机 产生 条件 方向 四、实践与练习 第四节 电磁感应 发电机 实践与练习 【解析】电池工作时，把化学能转化为电能；水力发电、风力发电把机械能转化为电能；太阳能发电把太阳能转化为电能；用核燃料代替石化燃料发电把核能转化为电能等。 1. 电能的来源比较广泛，试通过具体实例说明自然界中有哪些形式的能可以转化为电能。 实践与练习 【解析】这个来回运动的物块是磁体。因为磁体运动时，闭合线圈切割磁感线，产生感应电流，灯泡发光。 2. 如图所示是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感觉到有一个物块在来回运动。这个来回运动的物块是什么?你作出猜想的依据是什么? 实践与练习 【解析】动圈式话筒的工作原理基于电磁感应现象，线圈和膜片是连在一起的，对着话筒发声时，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号，线圈振动的快慢、强弱代表了声音振动的特征，产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就发出声音。 3. 图所示是动圈式话筒的结构示意。对着话筒发声时，膜片会发生振动，从而带动固定在膜片上的线圈一起振动。尝试阐述该话筒的工作原理，说明其能量转化的过程。 实践与练习 【解析】在小发电机模型发电的过程中，风能转化为线圈转动的动能，再转化为电能。 4. 自制交流发电机模型。 用漆包线绕成一个宽约4cm、长约7.5cm、匝数约10匝的矩形线圈，将线圈两端的导线拉直，留出约1cm长，用刀片将漆刮掉，作为转动轴。将线圈放在支架上，在它下面放一块磁体。这样，一个最简单的发电机就做成了。如图所示，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将小发电机与灵敏电流计相连，使小风车转动，观察灵敏电流计的指针是否偏转。 描述这台小发电机在发电过程中能量是如何转化的。 发电机模型 五、综合提升训练 第四节 电磁感应 发电机 综合提升训练 1．用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒ab处在竖直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　　） A．导体棒ab保持静止 B．导体棒ab向左运动 C．导体棒ab竖直向下运动 D．导体棒ab竖直向上运动 【解析】A．导体ab保持静止，没有切割磁感线，不会产生感应电流，A不符题意； B．导体棒ab向左运动，切割了磁感线会产生感应电流，故B符合题意； C．导体棒ab竖直向下运动，没有切割磁感线，故不会产生感应电流，C不符题意； D．导体棒ab竖直向上运动，没有切割磁感线，故不会产生感应电流，D不符题意。 故选B。 B 综合提升训练 2．将扬声器、开关和电流表连成如图电路，闭合开关，反复轻敲扬声器的纸盆，会看到电流表的指针左右摆动，下列选项与其原理相同的是（　　） A．电动机 B．发电机 C．电磁铁 D．电铃 B 【解析】电流表指针左右摆动，是因为导体切割磁感线的运动方向不断变化，感应电流方向发生变化的结果。 A．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故A不符合题意； B．发电机是利用电磁感应现象制成的，故B符合题意； C．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故C不符合题意； D．电铃的主要元件是电磁铁，是利用电流的磁效应制成的，D不符题意。故选B。 3．图是小张用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，将发电机与小量程电流表相连，下列说法不正确的是（　　） A．转动小风车，电流表指针左右偏转，说明电流的方向不断改变 B．小风车转动速度越快，电流表指针偏转幅度越大 C．此发电机工作时，将机械能主要转化为电能 D．若将小量程电流表换成电池，线圈能够持续转动 D 综合提升训练 【解析】A．将发电机与小量程相连，转动小风车，线圈在 磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生感应电流，电流表 指针左右偏转，这说明电路中电流的方向是改变的，故A正确， 不符合题意； B．小风车转动速度越快，则磁通量的变化率越大，产生的感应电流越大，因此指电流表指针偏转幅度越大，故B正确，不符合题意； C．此发电机工作时，小风车转动带动线圈转动切割磁感线，产生感应电流，是将机械能主要转化为电能，故C正确，不符合题意； D．若将图中电流表换成电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中，故会受力转动，而线圈转动至平衡位置时，因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流方向，所以不能持续转动下去，故D错误，符合题意。故选D。 综合提升训练 综合提升训练 4．如图所示，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，导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是（　　） A．①和② B．①和③ C．②和④ D．③和④ D 【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，①和②中的导线运动的方向与磁感线方向相同或相反，没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流；而③和④中的导线做切割磁感线运动且方向相反，会产生感应电流，由于感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关，所以③和④中产生的电流方向相反。故选D。 综合提升训练 综合提升训练 5. 手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。 （1）发电机的工作原理是_________________，发电时将_______能转化为_______能。 （2）图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应_____（选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针____________（选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。 慢慢 左右摆动 电磁感应现象 机械 电 综合提升训练 【解析】（1）闭合电路的部分导体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；图甲所示发电机的原理是电磁感应现象，发电机发电时需要用手摇动手柄，将机械能转化为电能。 （2）图乙中电流表的指针左右摆动，这表明该发电机发出的电是交流电；若快速摇动手柄，电流表的指针摆动过快，现象不明显，所以应慢慢摇动手柄，才能明显地观察到电流表指针的左右摆动情况，从而说明发出来的是交流电。 综合提升训练 6．图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置。闭合开关后，铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路。 （1）要使电流表指针发生偏转，选择一种可行的操作：______。 （2）使铜棒AB上下运动，电流表指针能否发生偏转？为什么？______。 （3）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。 ①___________________________________________； ②_____________________________________________。 使铜棒AB水平向左运动（或使铜棒AB水平向右运动，或使铜棒AB斜向上运动等）。    保持磁场方向不变，改变导体AB在磁场中的运动方向； 保持导体的运动方向不变，将磁体的N、S极对调. 综合提升训练 【解析】（1）要使电流表指针发生偏转，即要产生感应电流， 闭合回路一部分导体必须要做切割磁感线运动；由图可知，使铜棒 AB水平向左运动、使铜棒AB水平向右运动、使铜棒AB斜向上 运动或斜向下运动时，都做切割磁感线运动，产生感应电流。 （2）铜棒AB上下运动时，正好和蹄形磁体中磁感线的方向一致，不能做切割磁感线运动，所以不能产生感应电流，电流表的指针不能发生偏转。 （3）由于感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关，因此要改变感应电流的方向，可以采取以下措施： ①保持磁场方向不变，改变导体AB在磁场中的运动方向； ②保持导体的运动方向不变，将磁体的N、S极对调，即此时上面为S极，下面为N极。 综合提升训练 6. 小明为观察磁场对通电线圈的作用。用漆包线做成线圈，线圈两端的漆全部刮去，放在接有电源的金属支架上并放入磁体中（如图所示）。闭合开关后，看到线圈 ___________ （选填“持续转动”、“左右摆动”或“静止不动”）。为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是下列哪两种_______ 。 A．两侧全刮 B．一侧全刮，另一侧刮半周 C．两侧均刮上半周 D．一侧刮上半周，一侧刮下半周 BC 左右摆动 综合提升训练 【解析】由图可知，闭合开关后，通电线圈在磁场中受力运动；线圈受力的方向与磁场的方向和电流的方向有关；当线圈转过平衡位置时，线圈受到的磁场力发生变化，使得线圈在平衡位置摆动几次后很快就停下来，故闭合开关后，看到线圈左右摆动。 为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或两侧均刮上半周；按这两种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈 由于惯性能够按原方向持续转动，故BC符合题意， AD不符合题意。 故选BC。 $