内容正文:
1. 电磁感应现象 第二课时
教科版(2024)物理(九年级 上册)
第8章 电磁相互作用
目录
目标与重难点
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
教学目标
物理观念:理解电磁感应现象,明确感应电流产生的条件(闭合电路、一部分导体、切割磁感线运动)。
科学思维:通过逆向思维推导 “磁生电” 的可能性,分析实验现象归纳规律,培养逻辑推理与归纳能力。
科学探究:完成 “导体在磁场中产生电流” 的实验探究,掌握控制变量法,记录并分析实验数据。
科学态度与责任:认同法拉第的探究精神,认识电磁感应对电气化时代的意义,增强科技应用的责任感。
教学重难点
教学难点:
1.理解感应电流的概念,掌握其方向与磁场方向、导体切割磁感线方向的关系;
2.知晓发电机的工作原理是电磁感应,了解其能量转化及电流大小、方向的特点.
教学重点:
能准确说出电磁感应现象的定义,明确闭合电路、部分导体、切割磁感线运动这三个核心条件。
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,大多是由发电机产生的。发电机是如何发电的?
正确教育
发电机
思考,发电机是怎样发电的?
手摇发电机
发电机原理
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。
电磁感应
线圈转动得慢,灯泡发光偏暗
线圈转动得快,灯泡发光偏亮
线圈转动得越快,产生的电流越大,小灯泡越亮。
用不同速度转动摇把,观察灯泡亮度的变化。
观察发电机转速对小灯泡亮度的影响
发电机发出的电流的方向是一定的吗?
红色、蓝色二极管交替发光,说明发电机发出的电流的方向是变化的。
红色二极管发光,说明有电流通过
蓝色二极管发光,说明有电流通过
小型发电机
大型发电机
实际发电机是由定子(不动部分)和转子(转动部分)组成。
视频:发电机的原理
如图所示,用漆包线绕一个宽约1.5cm、长约2cm的矩形线圈,匝数为10圈左右。两线头伸直,留出约1cm,用刀片将漆皮刮掉,作转动轴,支在用曲别针做的支架上,在线圈下面放一块磁体。这样,一个最简单的发电机就做成了。
◆漆包线若干
◆磁体1个
◆灵敏电流计1只
◆小风轮1个
◆曲别针若干
◆刀片1个
材料
课堂小游戏——想想做做 制作小发电机
正确教育
交变电流
知识回顾:发电机发出的电流的方向是变化的。
发电机的发电原理图
交变电流
1.交变电流:感应电流的大小和方向在周期性地变化。这样的电流叫作交变电流。
2.交变电流也称交流电(AC)。
3.频率:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫作频率。单位是赫兹(Hz)。
4.我国电网以交流供电,频率为50赫兹。
交流发电机的主要构造及其作用
磁铁:用来产生磁场;
线圈:线圈abcd转动时,切割磁感线,产生感应电流;
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;
电刷:感应电流通过电刷流出。
线圈abcd
磁铁
电刷A、B
铜环K、L
交流发电机的工作原理
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
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。
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。
线圈不停转动,产生的电流交替往复,形成持续的电流。
甲
乙
丙
丁
实际发电机的构造与能量转化
主要构造:实际的发电机是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电,电压很高、电流很强,一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电,同时为了得到较强的磁场,还要用电磁铁代替永磁体。
大型发电厂的发电机组
火力发电
水力发电
手摇发电机
人吃食物的化学能
转子的动能
电能
转子的动能
电能
燃料的化学能
发电机:机械能转化为电能
转子的动能
电能
水流的动能
正确教育
总结+练习
发电机
交变电流
定义:感应电流的大小和方向在周期性地变化
频率:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫作频率。单位是赫兹(Hz)。
我国电网以交流供电,频率为50赫兹。
原理:电磁感应
线圈转动得越快,产生的感应电流越大。
发电机产生的感应电流方向是变化的。
电磁感应现象
发电机:机械能转化为电能
如图所示是手摇发电机工作原理图,闭合开关,使线圈转动,小灯泡发光。下列说法正确的是( )
A.因为没有电源,灯泡两端没有电压
B.该过程创造了电荷,从而获得电能
C.灯泡发光是因为发生电磁感应现象产生感应电流
D.灯泡发光是因为通电线圈在磁场中受力而发生的
√
答案:C
解析:小灯泡能发光,说明小灯泡中有电流通过,则小灯泡的两端有电压,A错误;发电机发电并没创造电荷,而是发生了电荷的转移,B错误;手摇发电机是利用电磁感应现象的原理工作的,线圈转动时,切割磁感线,会产生感应电流,小灯泡中有电流通过而发光,C正确,D错误。
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)发电机发电时能量转化是将________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。
机械
电
慢慢
左右摆动
答案:(1)机械;电
(2)慢慢;左右摆动
解析:(1)发电机的工作原理是电磁感应现象,摇动手柄,线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流使小灯泡发光,这一过程中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。
如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是( )
A.木块
B.石块
C.铜块
D.磁铁块
√
答案:D
解析:由题意可知,该手摇电筒内中部有线圈,当沿着筒身方向摇动电筒时,为了使灯泡发光,应使线圈在磁场中做切割磁感线运动,因此该电筒内还应该有磁铁,故小物块可能是磁铁块。
关于交流电,下列说法中正确的是( )
A.线圈转动一周,电流方向改变一次,大小改变两次
B.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小改变两次
C.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D.线圈转动一周,电流方向改变四次,大小随时间改变
√
答案:C
解析:交变电流是线圈在磁场中转动形成的,线圈转动一周即一个周期,在一个周期内电流方向改变两次,电流的大小随时间在做周期性变化。
谢谢观看
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