第6节 磁生电（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“磁生电”核心内容，涵盖电磁感应现象、感应电流产生条件、发电机原理及交变电流等知识点。课堂导入从发电站实际应用设问，回顾奥斯特实验“电生磁”，通过逆向思考引出“磁生电”，搭建前后知识联系的学习支架。 课件亮点突出科学探究与实践结合，通过导体切割磁感线条件的演示实验（含实验步骤、数据表格分析）培养科学探究能力；对比发电机与电动机构造及原理的表格，助力模型建构与科学思维发展；结合动圈式话筒、磁记录等实际应用，深化物理观念。学生能提升探究与问题解决能力，教师可高效落实核心素养教学。

物理九年级全一册 •人教版2024 第6节 磁生电 第二十章 电与磁 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①知道电磁感应现象，知道产生感应电流的原因；②知道发电机的原理，知道发电机发电过程是能量转化过程；③知道什么是交流电。 科学思维 能够运用逻辑推理和科学论证方法，理解电磁感应现象的内在规律。这涉及对实验观察和数据分析能力的培养，以及通过科学思维解决实际问题。 科学探究 观察体验发电机是怎样发电的，理解电磁感应现象的基本原理和条件。提高应用知识分析和解决问题的能力。 科学态度与责任 培养对科学探索的兴趣和好奇心，形成积极向上的科学态度。同时，认识到电磁感应在现代科技中的重要应用，增强环保意识和社会责任感。 重点难点 教学重点 教学难点 探索并了解产生感应电流的条件 通过探究实验认识电磁感应现象 课堂导入 　　电的发明与应用使人类进入电气时代，给人们的生产生活带来了极大的便利。今天，无论是我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电，是由各种发电站产生的...... 太阳能发电 风力发电 火力发电 水力发电 发电厂是通过什么装置发电的呢？ 发电机 探究新知 通电 断电 改变电流方向 磁针发生转动 磁针反向转动 知识回顾 奥斯特实验说明了什么? 说明了通电导线的周围存在着磁场，即电可以生磁。 课堂导入 奥斯特实验 ？ 电 磁 奥斯特发现了电流的周围有磁场，之后许多科学家进行了逆向的思考： 既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢? 探究新知 1831年英国物理学家法拉第，发现利用磁场产生电流的条件和规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。 电磁感应现象的发现具有划时代的意义，在实际方面，开创了电气化时代的新纪元。在理论上，为建立电磁场的理论体系打下了基础。 磁场产生电流的条件和规律究竟是什么呢？ 磁生电 1. 法拉第的发现 探究新知 探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。 演示实验 【实验】探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 实验目的 实验思路 　　用导线连成闭合电路，并将电流表连入电路中，尝试将导线静止在磁场中，或在磁场中运动，观察电流表是否发生偏转，以判断电路中是否产生电流。 探究新知 实验器材 蹄形磁铁 1 个 灵敏电流计 1 只 直导体 1 根 开关 1 个 铁架台 1 套 导线若干等 提供磁场 观察电流 探究新知 实验过程 　　①如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根直导体，直导体的两端跟电流表及开关连接。将让直导体在磁场中静止，断开和闭合开关，观察电路中是否有电流产生。 　　②保持开关断开，将直导体在磁场中沿不同方向运动，观察电路中是否有电流；然后闭合开关，重复以上操作，观察电路中是否有电流产生。 探究新知 电路断开 无 无 无 无 无 无 有 有 线圈ab段在磁场中的运动情况 有无 电流 静止 竖直方向，向上（向下）运动 水平方向，向左（向右）运动 斜向上（斜向右）运动 电路闭合 静止 竖直方向，向上（向下）运动 水平方向，向左（向右）运动 斜向右上（斜向左下）运动 电流计指针偏转情况 不偏转 不偏转 不偏转 不偏转 不偏转 不偏转 向右（向左）偏转 向左（向右）偏转 探究新知 分析论证 当导体运动方向与磁感线方向平行时，无电流产生。 当导体运动方向与磁感线方向垂直时，有电流产生。 当导体运动方向与磁感线方向斜交时，有电流产生。 导体做切割磁感线运动时，有电流产生。 探究新知 1. 电路处于闭合状态； 2. 部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。 导体中产生感应电流的条件： 探究新知 【学习任务一】产生感应电流的条件 在探究磁与电的相互作用时经常用到如图所示的器材， 关于该实验装置,下列说法正确的是（　　） A．若在甲、乙之间接入电源可以模拟电动机的工作原理 B．若在甲、乙之间接入电源，只改变电流方向,导线ab运动方向不变 C．若在甲、乙之间接入灵敏电流表可以使导线ab在磁场中受力运动 D．若在甲、乙之间接入灵敏电流表,只要导线ab运动,电流表指针就会偏转 A 探究新知 解：AB．若在甲、乙之间接入电源,闭合开关,ab中有电流通过,在磁场中会受力运动,可以模拟电动机的工作原理,只改变电流方向，导线ab运动方向会发生改变，故A正确、B错误； C．若在甲、乙之间接入灵敏电流表,电路中没有电源,没有电流通过导线ab,导线ab在磁场中不会受力运动,故C错误； D．由电磁感应的条件可知,若在甲、乙之间接入灵敏电流表,在开关闭合,且导线ab做切割磁感线运动时,电路中才会有电流产生，电流表指针才会偏转，故D错误。 故选:A。 导线在磁场中产生感应电流 探究新知 2. 电磁感应现象 ①定义：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。 ②感应电流：电磁感应产生的电流叫做感应电流。 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。 探究新知 【学习任务二】电磁感应现象 如图所示，对其所涉及的物理实验分析正确的是（　　） A. 图甲:用于燥的陶瓷棒连接验电器A和B，B的金属箔张角会变大 B. 图乙:玻璃棒和丝绸摩擦的过程中，电荷从玻璃棒转移到丝绸 C. 图丙:世界上第一个发现了电流磁效应现象的是物理学家牛顿 D. 图丁:通电导体ab在磁场中受力方向与磁感线的方向无关 B 探究新知 解：A．验电器的工作原理：验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的，当验电器带电时,金属箔会因为带上同种电荷而张开一定的角度,张角越大,所带电荷量越多。干燥的陶瓷棒是绝缘体，它不容易导电,所以B验电器金属箔的张角不会发生变化。故A错误，不符合题意； B．摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。当玻璃棒和丝绸摩擦时,玻璃棒上的部分电子会转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带负电。所以、电荷从玻璃棒转移到丝绸，故B正确，符合题意； C．1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场,这一发现揭示了电与磁之间的联系。故C错误，不符合题意； D．通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向和磁感线方向都有关。当电流方向或磁感线方向其中之一发生改变时,通电导体的受力方向会发生改变。故D错误,不符合题意。 故选B。 探究新知 在探究感应电流的条件的实验中，可以发现闭合电路的一部分导体在磁场中做运动方向不同时，灵敏电流计偏转的方向也有所不同。 感应电流的方向与磁场的方向是否也有关系呢？ 结论一：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 探究新知 演示实验 【实验】探究感应电流的方向与磁场方向是否有关 【视频欣赏】 导体切割磁感线的方向 灵敏电流计指针偏转方向 向左 向左 磁场的方向 向上 向下 向左 向右 结论二：感应电流的方向与磁场的方向有关。 探究新知 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。 总结归纳 探究新知 【学习任务三】影响感应电流方向的因素 如图所示,将一根金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路,让金属棒在磁场中做___________运动时,灵敏电流计指针发生偏转,说明有感应电流产生。如果让金属棒反方向运动时,发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才_____ ,说明感应电流方向与金属棒的运动方向_____ （本空选填“有关”或“无关”）。 相反 有关 切割磁感线 探究新知 解：当导体在磁场中运动时,只要金属棒在磁场中做切割磁感线的运动,就会产生感应电流,由右手定则可知,感应电流方向与金属棒的切割方向有关,故金属棒运动方向相反时，灵敏电流计的偏转方向也会反向。 故答案为：切割磁感线，相反，有关。 探究新知 发电机是如何发电的呢？ 我们通过实验室手摇发电机一探究竟吧！ 导体切割磁感线会产生电流，人们可以根据这一原理制造发电机。 发电机 手摇发电机 探究新知 1. 把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，转动摇把观察灯泡是否发光；用不同速度转动摇把，观察灯泡亮度的变化情况。 演示实验 【实验】探究手摇发电机发电 小灯泡发光，说明电路中产生感应电流； 线圈转动速度不同，灯泡亮度不同。 转速越快，灯泡越亮，说明感应电流越大。 探究新知 1. 发电机的原理： 电磁感应现象表明，机械能可以转化成电能，发电机就是根据这一原理制造的。 探究新知 【学习任务四】发电机的原理 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 解：AB、闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,该过程中,发电机是将机械能(动能)转化为电能,故AB错误; C、转轮转速越快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯泡亮度越亮,故C正确, D、发电机产生电流的方向是变化的,将小灯泡换成如图乙的电流表,指针将左右摆动,故D错误,故选：C。 探究新知 2.发电机构造及作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈：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。 主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。 探究新知 3. 发电机的发电过程 线圈的蓝色部分在前半周转动时，向下做切割磁感线运动，产生感应电流。 线圈蓝色部分在后半周转动时，向上做切割磁感线运动，产生感应电流方向相反。 探究新知 2. 把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，观察二极管的发光情况。 二极管交替发光，说明 产生的电流方向不停在改变。 探究新知 4. 交变电流 ①定义：如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。 随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化。 ②交变电流的频率： 在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz。我国电网以交流供电，频率为50Hz。 电路中用电池供电时，电路中的电流从电池的正极流向负极，方向不改变。这种电流叫作直流。 探究新知 【学习任务五】交变电流 我国供生产和生活用的交流电的频率是50赫兹,下列说法中正确的是（　　） A.每秒电流方向改变220次 B.每秒电流方向改变100次 C.每秒电流方向改变2次 D.每秒电流方向改变380次。 B 解：我国使用的是正弦式交流电,在一个周期之内电流方向变化两次,已知交流电的频率,可以求出每秒交流电方向变化的次数已知交流电频率f=50Hz,则每秒内交流电变化的次数是50×2=100次。 故选：B。 探究新知 发电机发电的过程是 机械能转化为电能的过程。 5. 发电机的种类及应用 ①小型发电机一般采用磁极不动、线圈旋转的方式发电； ②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。 大型发电机安装转子 探究新知 当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱 歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的 线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中。 把线圈两端的导线接入扩音机，就能通 过扬声器听到你说话的声音。 ③动圈式话筒 膜片带动线圈振动，做切割磁感线运动 声音使膜片振动 线圈中产生感应电流 感应电流的大小随声音的变化而变化 电流信号经扩音机放大后传给扬声器 探究新知 6. 发电机与电动机的比较 电动机 发电机 结构 工作原理 本质 能量转化 应用 磁场对通电线圈的作用 利用电磁感应现象 磁场对电流有力的作用 电能转化为机械能 扬声器 磁生电 机械能转化为电能 话筒 磁体＋线圈＋换向器 磁体＋线圈＋铜环 电动机 发电机 探究新知 科学世界 磁记录 软磁材料：软铁被磁体磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。 硬磁材料：而钢等物质被磁体磁化后，磁性能够保持，称为硬磁材料。 硬磁材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 课堂导入 录音磁头的工作原理 磁带式录音机的磁带上附有一层由硬磁材料制成的小颗粒磁粉。 录音时：声音先转变成强弱和方向都变化的电流，通过录音磁头，产生了强弱和方向都变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被不同程度地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。 放音时：磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱和方向都变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，便可“读”记录的信息。 磁带 课堂小结 磁生电 磁生电 法拉第的发现 电磁感应现象 感应电流：电磁感应产生的电流。 发电机 定义：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。 发电机的原理：电磁感应现象 发电机的基本组成：定子、转子 交变电流：电流的方向周期性变化。 能量转化：把机械能转化为电能。 发电机的种类及应用 1.（2025•青羊区校级模拟）如图所示是某款可以计数的跳绳，当绳子转动时,传感器内的小磁铁会跟随绳子把手上下运动,线圈内就会产生随之变化 的电流,主控芯片根据输出的电流信号实现计数。这种方式精度较高 且支持多种跳绳模式。与这跳绳计数工作原理相同的是（　　） 课堂练习 B 课堂练习 解：计数的跳绳是利用电磁感应原理工作的,通过闭合线圈在磁场中转动,切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。 A．选项是电磁铁原理图,是利用电流的磁效应工作的; B．选项是电磁感应现象,是发电机原理; C．选项是电动机原理图,是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的; D．选项同电磁继电器的利用,是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,主要利用了电流的磁效应和电磁铁的特性。所以与跳绳计数工作原理相同的是发电机。故B符合题意,ACD不符合题意。故选：B。 点评：本题考查电磁感应的应用，属于基础题。 2.（2019秋•武侯区期末）电吉它的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现于线圈在切割磁感线产生感应电流，则有（　　） A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化,a、b两侧均为S极 B．拨动金属弦就一定切割了磁感线 C．拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向不变 D．增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大 D 课堂练习 课堂练习 解：A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，被磁化的金属弦有两个极，a、b中一侧为N极，另一侧为S极，故A错误； B．拨动金属弦，弦在上下运动时，不会切割磁感线，故B错误； C．拨动金属弦方向不同，线圈产生的感应电流方向也会不同，弦切割磁感线方向不同，故C错误； D．感应电流的大小与运动速度、线圈匝数和磁场强度有关，增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大，故D正确。 故选：D。 点评：本题考查了电磁感应现象的相关知识，难度不变。 3.（2018•金牛区模拟）对图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　） A．该装置是电动机的工作原理图 B．该装置可以研究磁场对电流的作用 C．该装置只能探究感应电流方向与导体运动方向的关系 D．该装置可以研究电磁感应现象 课堂练习 解：AD．该装置中没有电源,闭合电路中的导体棒切割磁感线时会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理图,这一装置可把机械能转化为电能,故A错误，D正确; B．该装置中没有电源，不可以研究磁场对电流的作用,故B错误; C．感应电流方向与导体运动的方向有关,也和磁场方向有关,所以该装置既可以探究感应电流方向与导体运动方向的关系，也可以探究感应电流方向与磁场方向的关系，故C错误; 故选：D。 点评：了退解发电机的原理与结构，会根据电磁感应现象进行分析，是解答本题的关键。 D 4. （2024•剑阁县二模）把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡光发光。关于手摇发电机发电过程下列说法正确的是（　　） A．发电机是将电能转化为机械能的装置 B．匀速摇动转轮，灯泡的亮度不变 C．转轮转速越快灯泡亮度越暗 D．转轮一个周期内电流方向改变两次 课堂练习 解：A．发电机是将机械能(动能)转化为电能的装置,故A错误； B．匀速摇动转轮时,由于线圈切割磁感线的角度始终在变,因此产生的感应电流大小发生改变,所以灯泡亮度发生改变，故B错误； C．转轮转速越快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯泡亮度越亮,故C错误； D．发电机产生电流的方向是变化的,并且转轮在一个周期内电流方向改变两次,故D正确。 故选：D。 点评：本题主要考查学生对发电机的原理和能量转化了解和掌握。 D 布置作业 1. 基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2. 拓展性作业： 联系前面学过的直流电动机的知识，想想看，有什么办法可以使手摇发电机发出方向不改变的电流？可以利用画图进行简要说明。 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 $