3.4 电磁感应（第2课时）课件-2025-2026学年浙教版科学八年级下册

我们已经学习过电流周围存在磁场，也就是电生磁那词能够生电吗？当然了，不信你看在蹄形磁铁的磁场中放置一根导线，两端与电流表相连，此时导线与电流表形成一个闭合的回路，当导线静止时，电流表无示数，当导线垂直运动时，电流表没有动静。当导线在磁场中水平运动时，电流表有读数，这表明此时电路中有电流产生。其实不只是水平运动，我们可以将导线想象成一把刀，磁感线想象为真实存在的线。只要导体做切割磁感线的运动时，导体中就产生电流。不管你是正切、斜切还是水果忍者，只要切断磁感线就可以，都有实数。但是如果沿着磁感线方向上下动，没有切割就没有电流。小结一下，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。注意三点，电路的闭合必须是部分导体，全部放入就不可以了，最后得割呀。如果我们用连续转动的线圈代替往复运动的导线，就可以制成发电机了。看，灯泡亮了。在此过程中，机械能不断转化为电能棒。总结一下，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，也就是磁生电。利用这个原理我们可以制成发电机，你晓得了吗？ 3.4 电磁感应 浙教版八年级下册 第2课时 新知导入 电磁感应 感应电流产生条件 闭合电路一部分导体； 在磁场中做切割磁感线的运动。 影响感应电流方向的因素 磁场的方向 导体切割磁感线的运动方向 影响感应电流大小的因素 导体切割的速度大小 永磁铁强度 切割导线的条数 切割导线的有效长度 感应电压：导体不闭合且作切割磁感线运动 新知讲解 发电机 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。 若要不断地产生电流，应该怎么办？ 闭合电路，线圈在磁场中转动，不断地做切割磁感线运动。 发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种能把机械能转化为电能的装置。 把手摇发电机与电流表连接起来，如图3.4 - 3所示。转动手摇发电机的线圈，观察电流表的指针怎么变化，_________________ 说明发电机产生的电流方向是怎么变化的。_________________ 探索活动 左右摆动 变化的 还可以看到电流表的指针摆动幅度______，说明发电机产生的电流大小是_____ 的。 改变 改变 手摇发电机发出的是一种大小和方向发生周期性变化的电流，这种电流叫交流电。 手摇发电机发出的是一种大小和方向都发生周期性变化的电流，这种 电流叫交流电（alternating current）。交流电与由电池产生的电流不同，后者的电流方向是不变的，叫直流电（direct current）。国家电网以交流电供电，我国交流电的周期是0.02 s，频率为50 Hz。 学生电源 直流电 交流电 电池产生的电流方向不变，是直流电。 图3.4 - 4展示了交流发电机的工作原理。交流发电机主要由转子（线圈）和定子（磁体）组成，利用铜环（E、F）和电刷（A、B）把线圈产生的电输送给用电器。当转子（线圈）转动时，线圈的ab边与cd边切割磁感线而产生感应电流。 定子 转子 圆环 电刷 磁体 线圈 50赫兹，每秒出现50个周期 一个周期，电流方向改变2次 每秒钟电流方向改变100次。 甲 乙 丙 丁 线圈转动一周 前半周： 甲→乙→丙 线圈中电流b→a，d→c 外部电流电刷A→B 线圈中电流a→b，c→d 外部电流电刷A→B 后半周： 丙→丁→甲 线圈转动一周，电流方向改变两次。 ab和cd边的运动方向与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。 ab和cd边的运动方向与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从A电刷到B电刷。 ab和cd边的运动方向与（甲）中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。 ab和cd边的运动方向与（乙）中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从B电刷到A电刷。 发电机与电动机的结构本质上是一样的，因此，理论上电动机也可用 来做发电机，如图3.4-6所示。 实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，如图3.4-5所示。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。 探究实践 法拉第 法拉第（Michael Faraday，1791—1867），英国物理学家、化学家。法拉第生于铁匠家庭，家境贫寒，没有受过正规的学校教育。少年时代，他在伦敦一家装订厂当帮工，使他有机会阅读大量的科技图书。 他用自己微薄的工资购买了一些实验仪器来验证书本上的知识。法拉第因勤奋与好学得到了著名科学家戴维的赏识。1813年，他成为戴维的助手。从此，法拉第开始了他终生的科学研究工作。 法拉第对科学贡献巨大。他发现了使气体变成液体的加压液化法；发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台发电机；提出了电与磁相互联系的观点，奠定了电磁理论的基础；发现了电解定律，建立了电与化学的联系；证明了摩擦电、温差电、伽伐尼电、伏打电和感应电的本质是相同的…… 法拉第把一生献给了科学事业。生活在电气化时代的我们，应该永远缅怀法拉第。 思考与讨论 交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什么我们平时用得最多的是交流电而不是直流电。 概念 工作原理 应用场景 交流电       直流电     电流的方向和大小都周期性变化的电流 电流的方向和大小均恒定不变的电流 电磁感应 由电池通过化学反 应产生恒定的电流 家庭、工业和商业 的主要电力来源 电子设备、电动车辆、储能系统 交流电可以轻松通过变压器升高或降低电压，在长距离输电中占有明显优势。 奥斯特发现电可以产生磁，法拉第发现磁又可以产生电。 电生磁 磁生电 法拉第 英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell)于1865年预言了电磁波的存在。 1887年，德国物理学家赫兹(H.R.Henz)用实验证实了电磁波的存在。 我们现在知道，无线电波、微波、红外线、紫外线和X射线等都是电磁波。 预言 证实 科学·技术·社会·环境 电与磁的发展历程 电与磁是人类探索自然的一个重要方面，人类对电与磁现象的认识 促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。 课堂总结 电磁感应（二） 交流发电机 原理：电磁感应 结构：线圈和磁体 我国交流电：周期 0.02秒，频率 50赫兹， 即每秒电流方向改变100次 发电机可用作电动机 工作过程 ：线圈转一周，电流方向改变2次→交流电 结构相同，原理不同 电动机可用作发电机 能量转化： 机械能转化为电能 课堂练习 1.如图所示为发电机工作原理，下列有关说法正确的是( ) A. 当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B B. 当磁极不动，线圈反转时，线圈中的电流方向也跟着反向 C. 当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生 D. 发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次 B 2.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是( ) A．图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向 B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电 C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的 D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电 D 3. 如图所示是某同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验。 （2）该同学在微型电扇的插头处接入一只小灯泡，用手旋转叶片，发现小灯泡 发光，如图乙所示，此时微型电扇如同一台什么装置？其工作原理又是什么？ （1）该同学将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，如图甲所示，微型电扇转动的工作原理是什么？工作过程中，电扇将电能主要转化为什么形式的能？ 微型电扇转动的工作原理： 通电线圈在磁场中受力转动。 电扇：电能转化为机械能 发电机，电磁感应原理 $发电机是将其他形式的能转化为电能的设备。从法拉第发现电磁感应现象至今，发电机在工业、农业、交通、生活中的作用非常重要。现在我们通过手摇发电机来学习它的工作原理。这是一台手摇发电机，磁极是两个半圆形磁铁，一根转轴横穿磁场中心，密绕铜丝的线圈固定在转轴上，位于磁场正中。一根转轴通过皮带、齿轮与转轮相连，通过手柄摇动转轮皮带轮，带动线圈在磁场中转动。我们把发电机跟小灯泡连接起来，摇动转轮线圈在磁场中转动，可以观察到小灯泡发光，这表明电路中有了电流。我们来观察线圈转速对小灯泡亮度的影响，快速摇动转轮可以看到小灯泡发光较亮。慢速摇动转轮，小灯泡发光较暗，这说明线圈转动的越快，产生的电流越大小，灯泡发光越亮。发电机产生的电流有什么特点呢？将发电机与电流表相连，摇动转轮，可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摇摆，这表明发电机发出的电流大小和方向是变化的。像这样大小和方向都发生周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。发电机发电的过程是能量转化的过程，手摇发电机发电的过程把机械能转化为电能。 这是一台发电机的模型，我们转动手柄可以看到线圈在磁场中转动起来，和它相连的两个发光二极管交替发光。全国有用这两个发光二极管正负极性相反的并联连接，他们交替发光说明发电机提供的电流的方向在不停的改变。为什么会这样呢？这是最简单的发电装置的结构示意图，线圈不动时，电路中没有电流，两个二极管都不发光。线圈转动时，线圈中产生了感应电流。当边向下切割磁感线时，电流方向是从蓝色圆环流出，从红色二极管正极流入，红色二极管导通发出红光，蓝色二极管不导，所以不发光。等CDD向下切割磁感线时，电流方向是从红色圆环流出，从蓝色二极管正极流出，蓝色二极管导通发出蓝光，红色二极管不导通不发光，可见线圈没转半圈，电流改变1次方向盘电机发出的这种交变电流，我们称之为交流电。