九物20.5《磁生電》(上課用)

第二十章電與磁五磁生電奧斯特實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論如果把電源“+”極與導(dǎo)線連接，可觀察到的現(xiàn)象是______________________,斷開(kāi)電路則可觀察到_______________________。NS磁電?英國(guó)科學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10年的研究，在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的條件和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了他利用磁場(chǎng)獲得電流的愿望。法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電，導(dǎo)致了電能的大規(guī)模生產(chǎn)和利用，開(kāi)辟了電氣化的新紀(jì)元

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2、知道發(fā)電機(jī)的工作原理，影響感應(yīng)電流強(qiáng)弱和方向的因素。3、知道什么是交變電流，知道我國(guó)生產(chǎn)和生活用的交變電流的頻率是50Hz,周期是0.02S，能把交變電流和直流電區(qū)分開(kāi)來(lái)。實(shí)驗(yàn)探究提出問(wèn)題1.什么情況下磁能生電？設(shè)計(jì)猜想G_+2.要使磁生電須哪些器材？①最方便獲得的磁場(chǎng)用什么器材？②要方便測(cè)出電流用什么器材？③要把電流表接入電路要哪些器材？研究電磁感應(yīng)下面的表格是實(shí)驗(yàn)中需要探索的問(wèn)題，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況完成表格。序號(hào)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況磁場(chǎng)電流表指針?lè)较?導(dǎo)線靜止U型磁體內(nèi)部2導(dǎo)線上下運(yùn)動(dòng)3導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)4導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)5導(dǎo)線左右斜向轉(zhuǎn)動(dòng)………………不擺動(dòng)不擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)

現(xiàn)象總結(jié)：1、當(dāng)導(dǎo)線上下運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有電流產(chǎn)生。2、當(dāng)導(dǎo)線左右運(yùn)動(dòng)時(shí)有電流產(chǎn)生。3、當(dāng)導(dǎo)線前后運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有電流產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論閉合電路的一部分導(dǎo)體1做切割磁感線運(yùn)動(dòng)2電磁感應(yīng)條件1、電磁感應(yīng)：

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。2、感應(yīng)電流：

由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化是怎樣的？是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。切割燈泡實(shí)驗(yàn)1825年，科拉頓做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他將一個(gè)磁鐵插入連有靈敏電流計(jì)的螺旋線圈，來(lái)觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生。但是在實(shí)驗(yàn)時(shí)，科拉頓為了排除磁鐵移動(dòng)時(shí)對(duì)靈敏電流計(jì)的影響，他通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計(jì)放到另一間房里,他想，反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的（當(dāng)時(shí)科學(xué)界都認(rèn)為利用磁場(chǎng)產(chǎn)生的電應(yīng)該是“穩(wěn)定”的），插入磁鐵后，如果有電流，跑到另一間房里觀察也來(lái)得及就這樣，科拉頓開(kāi)始了實(shí)驗(yàn)。科拉頓“跑失良機(jī)”

然而，無(wú)論他跑得多快，他看到的電流計(jì)指針都是指在“0”刻度的位置。科拉頓失敗了。科拉頓的這個(gè)失敗，是一個(gè)什么樣的失敗呢？后人有各種各樣的議論。有人說(shuō)這是一次“成功的失敗”。因?yàn)榭评D的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)得完全正確，如果磁鐵磁性足夠強(qiáng)，導(dǎo)線電阻不大，電流計(jì)十分靈敏，那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時(shí)，電流計(jì)的指針確實(shí)是擺動(dòng)了的。也就是說(shuō)，電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是成功了，只不過(guò)科拉頓沒(méi)有看見(jiàn)，他跑得還是“太慢”，連電流計(jì)指針往回?cái)[也沒(méi)看見(jiàn)，有人說(shuō)，這是一次“遺憾的失敗”。因?yàn)榭评D如果有個(gè)助手在另外那間房里，或者科拉頓就把電流計(jì)放在同一間房里看得見(jiàn)的地方，那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。有人說(shuō)，這是一次“真正的失敗”。因?yàn)榭评D沒(méi)能轉(zhuǎn)變思想，沒(méi)有從“穩(wěn)態(tài)”的猜想轉(zhuǎn)變到“暫態(tài)”的考慮上來(lái)，所以他想不到請(qǐng)個(gè)助手幫一下忙、或者把電流計(jì)拿到同一間房里來(lái)。事實(shí)也正是如此，法拉第總結(jié)了別人和他自己以前失敗的教訓(xùn)，他決定不再固守“穩(wěn)態(tài)”的猜想，終于在1831年8月，觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。科拉頓只能留下永遠(yuǎn)的遺憾。右手定則右手定則亦稱“發(fā)電機(jī)定則”。確定導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體中感生電流方向的定則。伸開(kāi)右手，使拇指與其余四指垂直，并都和手掌在同一平面內(nèi)。假想將右手放入磁場(chǎng)中，讓磁力線垂直地從手心進(jìn)入，使拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。影響感應(yīng)電流的方向影響感應(yīng)電流方向的因素：1、感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的方向有關(guān)。2、感應(yīng)電流的方向與磁感線的方向有關(guān)。3、改變磁感線或?qū)w運(yùn)動(dòng)中某一個(gè)方向，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，如果同時(shí)改變兩個(gè)方向，感應(yīng)電流的方向不變。SNNSNS.××練習(xí)：圖中A、D已標(biāo)出了磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體切割磁感線的方向和產(chǎn)生的電流方向，請(qǐng)?jiān)贐、C、E、F圖中標(biāo)出電流的方向。ABC注：——表示電流的方向垂直紙面向里，

——表示電流的方向垂直紙面向外。×·SNNSNS..沒(méi)電流DEF注：——表示電流的方向垂直紙面向里，

——表示電流的方向垂直紙面向外?！痢る姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化:

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，消耗了機(jī)械能，但在閉合電路中產(chǎn)生了電流，獲得了電能，實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化

下面是生活中的真實(shí)發(fā)電機(jī)，你見(jiàn)過(guò)的發(fā)電機(jī)還有哪些，可以互相交流。家用小型發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型水力發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器

發(fā)電機(jī)原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中左右不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中就產(chǎn)生連續(xù)的電流。那么，怎樣才能使導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不斷地運(yùn)動(dòng)呢？

利用轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以很方便地使導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不斷地運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，為了增強(qiáng)電流，用多匝線圈代替單根導(dǎo)線，這就是手搖發(fā)電機(jī)的模型。組織討論：手搖式發(fā)電機(jī)獲取新知發(fā)電機(jī)知識(shí)點(diǎn)1①②③④adcABab和cd不斷做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由于磁感線方向是不變的，而ab和cd的運(yùn)動(dòng)方向總是相反，并且不斷改變，于是線圈和外部電路就有了方向不斷改變的感應(yīng)電流.b交流發(fā)電機(jī)工作原理

從發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中可以看出：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流變化兩次，這種周期性改變的電流叫交流電。每秒周期性變化的次數(shù)叫頻率，轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需時(shí)間叫周期。我國(guó)生活用的交流電周期是0.02s,頻率是50Hz.周期性改變電流方向的電流叫做交流電.方向不變的電流叫直流電.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，電流方向改變2次

（1）周期：完成一次周期性變化需要的時(shí)間（秒）（2）頻率：1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)（赫茲）問(wèn)：生活用電的周期、頻率、每秒方向改變次數(shù)我國(guó)交流電周期是0.02秒，頻率為50赫茲，每秒電流方向改變100次實(shí)際使用的交流發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式）1、組成：定子——線圈；轉(zhuǎn)子——電磁鐵原因：線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線很粗，高速旋轉(zhuǎn)困難；使用電磁鐵可得到強(qiáng)磁場(chǎng)2、動(dòng)力機(jī)：水輪機(jī)、汽輪機(jī)（核電站）、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)（火力發(fā)電站）等發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的比較

1、發(fā)電機(jī)的構(gòu)造原則上和電動(dòng)機(jī)是完全相同的2、電動(dòng)機(jī)是消耗電能而輸出機(jī)械能;

發(fā)電機(jī)是消耗機(jī)械能而輸出電能3、電動(dòng)機(jī)：利用通電線圈在磁場(chǎng)里轉(zhuǎn)動(dòng)的原理發(fā)電機(jī):利用電磁感應(yīng)原理可分為交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩類。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的區(qū)別電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)原理通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象能量的轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能線圈轉(zhuǎn)動(dòng)原因通電線圈受磁力作用轉(zhuǎn)動(dòng)線圈在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)線圈中電流來(lái)源由電源提供線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流電路中作用用電器電源作用把聲音轉(zhuǎn)化為電流原理電磁感應(yīng)現(xiàn)象構(gòu)造如圖：在接收聲音的膜片后粘著一個(gè)線圈，它能隨膜片一起振動(dòng)，膜片后有一個(gè)環(huán)形永磁鐵，線圈置于它的磁場(chǎng)中。工作過(guò)程當(dāng)對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，聲音使膜片振動(dòng)，線圈也跟著在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生隨聲音變化而變化的電流，經(jīng)放大后，通過(guò)揚(yáng)聲器還原成聲音。動(dòng)圈式話筒知識(shí)點(diǎn)3550MW大型發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子吊裝寧波市鎮(zhèn)?；痣姀S同學(xué)們：這節(jié)課你學(xué)到了什么？讓我們一起來(lái)回顧一下吧！暢談收獲：課堂小結(jié)1、磁能否產(chǎn)生電能2、是否無(wú)論如何運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生電流？否3、如何運(yùn)動(dòng)才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？還需要什么條件？導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體必須是閉合的而且是一部分1.周期性改變____的電流叫交流電，_____不變的電流叫直流電，發(fā)電機(jī)提供的是_____電，電池提供的是__電2.我國(guó)的交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子每秒轉(zhuǎn)____周，即交流電的變化頻率是____赫，因此交流電的方向每秒要改變___次。方向方向交流直流5050100達(dá)標(biāo)檢測(cè)：3.發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造分成____和____兩部分，大型發(fā)電機(jī)的線圈作_____，電磁鐵作_____。實(shí)用發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由水輪機(jī)、_____等帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。定子轉(zhuǎn)子定子轉(zhuǎn)子汽輪機(jī)4.交流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)和外電路中的電流分別是（）A、交流電和直流電B交流電和交流電C直流電和交流電D直流電和直流電5.此裝置是什么機(jī)器？工作原理是什么？工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化情況怎樣？B發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)原理機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能6.交流發(fā)電機(jī)制造的原理是（）A電流的磁效應(yīng)B電流的磁現(xiàn)象C電磁感應(yīng)現(xiàn)象D電磁鐵原理7.我國(guó)使用的交流電的頻率為50赫茲，在10秒內(nèi)電流方向改變了（）A、500次B、50次C、100次D、1000次CD補(bǔ)充感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)線切割的速度、永磁鐵的強(qiáng)度、切割導(dǎo)線的條數(shù)、切割導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度有關(guān)。感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)線切割的速度方向無(wú)關(guān)。再見(jiàn)！課后習(xí)題1.中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線.它是閉合電路的一部分：它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在哪種情況下會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？解答：第3、4兩種情況下產(chǎn)生感應(yīng)電流.NNNNSSSSaaaa2.發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是什么？它的電能從哪里來(lái)？又到哪里去？解答：發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成；它的電能來(lái)源于轉(zhuǎn)子的機(jī)械能；電能通過(guò)用電器轉(zhuǎn)化成其他形式的能，如燈泡發(fā)光時(shí)將電能轉(zhuǎn)化成光能和熱能、電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能等。3.電池產(chǎn)生的電流方向不變稱為直流電。觀察手搖發(fā)電機(jī)燈泡的發(fā)光與手電筒燈泡的發(fā)光，能看出它們有什么不同嗎？解答：手電筒燈泡的亮度比較穩(wěn)定，手搖發(fā)電機(jī)燈泡一閃一閃的發(fā)光，發(fā)出的是交流電.4.當(dāng)你唱卡拉OK時(shí)，要用到話筒（麥克風(fēng)）。話筒的種類很多。如圖是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對(duì)著話筒說(shuō)話或唱歌時(shí)，聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈處在磁場(chǎng)中，把線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī)，就能通過(guò)揚(yáng)聲器聽(tīng)到你說(shuō)話的聲音。請(qǐng)用“磁生電”具體說(shuō)明動(dòng)圈式話筒的原理。解答：當(dāng)你對(duì)著話筒說(shuō)話或唱歌時(shí)，聲音帶動(dòng)膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生隨聲音的變化而變化的電流，經(jīng)過(guò)放大后，通過(guò)揚(yáng)聲器還原成聲音.5.我國(guó)供生產(chǎn)