内容正文:
九年级物理全一册 •人教版2024
第6节 磁生电
第二十章 电与磁
1
学习目标
物理观念
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。
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。
激发学生对科学的探索热情,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。
知道电磁感应现象、产生感应电流的原因、发电机的原理和什么是交流电。
科学探究
科学态度与责任
重 点
探索并了解产生感应电流的条件
难 点
通过探究实验认识电磁感应现象
重点难点
新课导入
会魔法的风扇
两位同学被电了一下,思考:为什么断电风扇会有电人的魔法呢?
请两位同学上台,手牵手,接触断电小风扇的插头,当老师拨动扇叶时,观察两位同学的反应。
知识回顾
奥斯特通过实验发现了什么?
奥斯特
触碰
通电导线周围存在磁场,即电可以生磁
知识回顾
逆向思考:
既然电流能产生磁场,那么能否利用磁场来产生电流呢?
电
磁
?
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
实验:探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
思考:
1、用什么器材来提供磁场?
2、如何检测是否有电流产生?
3、还需要哪些实验器材?
蹄形磁体
灵敏电流计
直导体 、开关、铁架台、导线若干
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
实验:探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
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计及开关连接。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。
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
导体ab段在磁场中的运动情况
有无
电流
静止/任意运动
电路闭合
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
电路断开
不偏转
无
不偏转
无
偏转
有
偏转
有
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
分析与小结:
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。
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
1、导体中产生感应电流的条件:
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。
——磁生电
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
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。
导线在磁场中产生感应电流
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。
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
电磁感应
英国物理学家法拉第,经过近十年不懈的努力,终于在1831年发现了磁也能生电。根据这一发现,发明了发电机,使人类大规模用电成为可能,开辟了电气化的时代。
英国物理学家、化学家法拉第(1791—1867)
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
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。
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
结论二:感应电流的方向与磁场的方向有关。
【实验】探究感应电流的方向与磁场方向是否有关
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
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
新课讲授
【小结】
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有关。
三、 交流电
一、磁生电
二、发电机
导学解疑一
——磁生电
如图的实验装置中,当导体棒AB竖直向上运动时,灵敏电流计的指针______偏转;若让导体棒AB水平向右运动,灵敏电流计的指针______偏转(选填“会”或“不会”),说明电路有了_______,此过程将________能转化为______能,___________(选填“电流表”或“导体AB”)相当于电源;当同时改变磁场方向和导体运动方向时,产生的感应电流方向__________。(选填“改变”或不改变)
不会
电流
会
机械
电
导体AB
不改变
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
实践体验
定子
转子
微小电动机模型
思考:学习电磁感应现象后,其能量转化是什么?
机械能转化为电能
——利用磁生电
那么,同学们想不想利用电磁感应现象发电呢?
想
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
提问:利用导体切割磁感线是否会产生电流?
手摇发电机
——发电机
人们根据这一原理制造了发电机。
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!
会
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
【演示实验1】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。
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
【演示实验2】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。
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、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
【观看视频】
学习发电机的工作原理
提问:发电机是如何工作的?
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
1、发电机的原理:
电磁感应原理
2、能量转化:
机械能转化为电能
3、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。
【归纳】
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
新课讲授
4、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。
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
导学解疑二
——发电机
若将两个发光二极管极性相反的并联起来,再与手摇交流发电机串联,如图所示,摇动转轮,使线圈在磁场中转动,则下列说法中正确的是( )
A.发光二极管是由超导体材料组成的
B.发电机的工作原理是电流的磁效应
C. 线圈转动加快,发光的二极管会变得更亮
D. 线圈转动时,两个发光二极会同时发光
C
一、磁生电
二、发电机
三、交流电
新课讲授
——交流电
1、交变电流定义: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。
2、交变电流频率: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。
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。
二、发电机
一、磁生电
三、 交流电
导学解疑二
——交流电
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
一、磁生电
二、发电机
三、交流电
新课讲授
3、发电机的种类及应用
①大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。
②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
科学世界
录音磁头的工作原理
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。
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。
科学世界
找出利用电磁感应原理工作的元件,两个小组分别派代表上台进行游戏,比一比谁获胜。
PK游戏
揭秘魔法风扇的原理
魔法风扇内部主要是由永磁体和线圈组成,当转动扇叶时,线圈在磁体中做切割磁感线运动,闭合的电路中就会产生电流。
磁生电
发电机
磁生电
交流电
课堂总结
课堂总结
法拉第的发现
电磁感应现象: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。产生的电流叫做感应电流。
原理:电磁感应现象
能量转化:机械能转化为电能
基本组成:定子、转子
种类及应用
定义:电流的方向周期性变化
频率:50Hz
课堂练习
1、下列四个图中,有感应电流产生的是( )
2、如图所示,金属棒ab向右运动时,灵敏电流计的指针会向右摆动,如图所示四种情况而产生的电流方向与图1相同的是( )
C
C
课堂练习
3、19世纪英国科学家法拉第,经过10年不断努力发现了电磁感应现象,图中表明这一现象的实验是( )
4、如图所示是广播系统,由话筒与放大电路、扬声器组成,话筒将______信号转化为_____信号,利用了_______________原理,它的工作原理与________相似。
扬声器将____信号转化为____信号,利用了____________________________原理,它的工作原理与________机相似。
A
声
电
电磁感应
发电机
电
声
通电导体在磁场中受到力的作用
电动机
1、基础作业:整理本节课笔记,完成课件后的练习题。
2、拓展作业:查找资料,利用身边的材料,自制一个简易的发电机模型。
课后作业
谢谢聆听!
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
$