2017年秋九年级物理(教科版)课件：8.1电磁感应现象

结论： 闭合线圈的一部分导体在磁场中做切 割磁感线时导体中产生电流，叫电磁
感应。所产生的电流叫做感应电流 产生感应 电流条件： 电路闭合；部分导体切割磁感线
能量 转化：
电流方 向的判 断：
机械能转化为电能
右手定则判断 感应电流方向
右手定则： 判断电流和 磁场关系
把右手放入磁场中，磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线 运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
8–1 电磁感应现象
一、法拉第的发现
奥斯特发现通电直导 线周围存在磁场
电场能够产生磁场
磁场能 够产生 电场吗？
我坚信电与磁的关 系必须被推广，如 果电流能产生磁场， 磁场也一定能产生
电流！
法拉第(1791-1867)
？？？
实验探究:磁如何生电
将线圈放入磁场中：无电流
猜想与假设 线圈只有转动时才有电流,可 能与导体在线圈在磁场中的 运动有关
二、电磁感应的应用—发电机
工作原理： 电磁感应
彼此绝缘的两 个半圆环
能量转化： 机械能转化 电能
一对与电源 连接的电刷
构造：转子和定子
能够完成这一任务的装置叫做换向器
1 交流电：大小和方向发生周期性变化的电流叫 做交变电流，简称交流电。 2 频率：在交流电中，1s内完成周期性变化的次 数叫做频率，单位是赫兹（Hz)。
制定计划与设计实验
灵敏电 流计
实验装置图
灵敏电 流计
将磁铁的N、S极对调
序 磁场 运动 有无 偏转 号 方向 方向 电流 方向
1
有
2
有
3
无无
4
无无
5

有
6
有
7

由N 匝导线构成旳线圈时：
i
d dt
(1
2
N )
d dt
(
N i 1
i
)
d
dt
N
全磁通： i i 1
磁通链数： N
i
N
d
dt
伏特 1V 1Wb s1
设闭合线圈回路旳电阻为R
感应电流：
Ii
i
R
1 R
d
dt
感应电量： q
t2 t1
I i dt
1 R
2 d
1
1 R
(1
2 )
结论：在 t1 到 t2 时间内感应电量仅与线圈回路 中全磁通旳变化量成正比，而与全磁通变化旳快
dB dt
导体
电磁灶
电磁感应炉
§8.3 自感和互感
8-3-1 自感
当经过回路中电流 发生变化时，引起穿过 本身回路旳磁通量发生 变化，从而在回路本身 产生感生电动势旳现象 称为“自感现象”。所 产生旳电动势称为“自 感电动势” 。
B I ,又Ψ B
LI
L称为自感系数简称自感。 单位：“亨利”（H）
dV 2 rldr
Wm
V wmdV
R2 o I 2 2 lrdr R1 8 2r 2
o I 2l R2 dr o I 2l ln R2
4 r R1
4 R1
法二：
先计算自感系数
L ol ln R2 2 R1
Wm
1 2
LI 2
oI 2l 4
ln
R2 R1
§8.5 位移电流
8-5-1 位移电流
1H 1Wb A 1
1H 103 mH 106 μH

磁感应现象的能量转化:
在电磁感应现象中，用机械力 移动导体，使其做切割磁感线运动 ，消耗了机械能，但在闭合电路中 产生了电流，获得了电能，实现了 从机械能转化为电能。
感应电流的大小
提出问题： 感应电流的大小与那些因素有关 建立假设： 1.导线切割磁感线的速度大小 2.导线切割磁感线的方向 3.永磁体的强度 4.切割导线的条数 5.切割的有效长度
3、感应电流方向：与导体做切割磁感线运 动方向和磁场方向有关。
4、能量转化：机械能转化电能。
1.产生感应电流的条件是（ C ） A.导体在磁场中运动 B.导体在磁场中做切割磁感线运动 C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运 动 D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
2. 改变感应电流的方向的是（ B ） A．同时改变磁场方向和导体切割磁感线的的 运动方向 B．保持导体切割磁感线运动的方向不变，改 变磁场方向 C．将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方 向都不改变 D．增加切割磁感线的导线的长度
1.使导线在磁场中静止或向各个方 向运动，进行各种尝试，找到能使电路 中产生电流的操作。
探究产生电流的条件 操作方法 现象（电 将电路中一部分导体垂 流表） 直磁感线放在磁场中 不偏转 导体不动 导体沿磁感线方向运动 不偏转
导体垂直磁感线方向向 右运动 导体垂直磁感线方向向 左运动 偏转 偏转
结论
实验探究“磁如何生电”。
教学难点
电磁感应实验的设计方案和制作小发电机。
科学思维有许多方式，对一个 问题的逆向思考，往往也是一种 有效地思维方式。 奥斯特发现电流周围有磁场后 ，许多科学家进行了逆向思考： 既然电流能产生磁场，那么能否 利用磁场产生电流呢？
1831年，英国科学家法拉第 经历10年的探索，终于发现 了利用磁场产生电流的条件和 规律。 法拉第的发现进一步揭示了电与 磁的联系。

4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。

线圈在磁场中持续旋转是最好的方式。
新知讲解
动手做：做一个小发电机
用纸做一个小风轮固定在转轴上， 将小发电机与电压——电流传感器相 接，吹动小风轮使线圈转动，通过计 算机观察小电动机的发电情况。
或小发电机与灵敏电流表相接， 观察灵敏电流表指针变化情况。
新知讲解
实际的发电机结构复杂，但它们都和上面制作的发电机一样，由定子（不动部分） 和转子（转动部分）组成。
现
交变电流： 电流大小和方向都在周期性变化的电流,简称交流电。
象
交流电的频率： 在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫
做这一交变电流的频率Байду номын сангаас单位是赫兹（Hz）。
我国生产的交流电，频率为50Hz。(即1s内线圈转动50圈)
周期为0.02s (即转1圈需0.02s ) 每秒内电流方向改变100次。
九年级物理教科版·上册
8.1 电磁感应现象
新课引入
奥斯特实验后的思考：
科学思维有许多方式，对一个问题的逆向思考，往 往也是一种有效地思维方式。
奥斯特发现电流周围有磁场后，许多科学家进行了 逆向思考：
既然电流能产生磁场， 那么能否利用磁场产生电流呢？
电流
磁场
？
新知讲解
知识点 1 法拉第的发现
1831年，英国物理学家法拉第历经10年的探索， 终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律。
新知讲解
讨论交流：太空悬绳发电
据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞 机进行了卫星悬绳发电实验：航天飞机在地球赤道上空离 地 面 约 3000km 处 由 东 向 西 飞 行 ， 相 对 地 面 的 速 度 大 约 6.5×103m/s。从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星， 卫星携带一根长20km的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场 垂直，做切割磁感线运动。运动过程中，悬绳、航天飞机、 卫星和大气层中的电离层形成回路。 请同学们一起分析，这种方式能发电吗？

能？ 消耗了机械能，获得了电能
（2）电磁感应现象中实现了什么能向什 么能的转化？
实现了从机械能向电能的转化
这美丽的城市夜景，用今天所 学的物理知识来说，都归功于……
电磁感应现象的应用:发电机
三、发电机
1、发电机是根据电磁感应原理工作的，是机 械能转化为电能的机器。
2、发电机的构造
发电机主要由转子和定子组成
实验探究3、感应电流方向与导体运动方向的关系
当导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关， 磁场方向改变，感应电流方向也要发生改变。
结论：
感应电流的方向： 与导体在磁场中做切割磁感线
的运动方向和磁感线方向有关。
英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感 应现象。
法拉第
经过十多年艰苦不懈的努力，法拉第终于在1831年发现了磁生 电的条件和规律，像法拉第这样出身清苦，没有受过正规教育的人， 经过自己的顽强努力，登上了当时科学的高峰，为科学做出了巨大 的贡献，这在历史上是罕见的。电磁感应现象的发现，进一步揭示 了电和磁的联系，导致了发电机的发明，开创了电气化时代的新纪 元。
电 路 闭 合
电路 断开
导体在磁场中运动情况 感应电流
静止
无
沿着磁感线方向运动
无
与磁感线垂直或斜向运动 有
将电路全部放入磁场中
无
与磁感线垂直或斜向运动 无
实验探究2：如何利用磁场获得电流？
实验结论：
__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
？？
逆向思维
二、如何利用磁场获得电流？
提出问题：什么情况下磁能生电？ 猜想与假设：①②最要方方便便获测得出的的磁电场流用用什什么么器器材材？？

一、法拉第的发现
实验探究：导体在磁场中产生电流的条件 实验总结
导体在磁场中运动情况 感应电流
电
静止
无
路 闭
沿着磁感线运动
无
合
与磁感线垂直或斜向运动
有
电路 断开
与磁感线垂直或斜向运动
无
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
一、法拉第的发现 实验探究：导体在磁场中产生电流的条件 实验结论
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的 运动时，导体就会产生电流，这种现象叫做电磁感 应，所产生的电流叫做感应电流。
感应电流的方向与导体的运动方向及 磁场方向都有关系。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
随堂练习
1、在图中，a表示垂直于纸面的一根导体的横截面， 导体是闭合电路中的一部分，它在磁场中按如图所示 的方向运动，其中不产生感应电流的是（ C ）
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
导体中产生感应电流的条件： 1、电路闭合； 2、部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
一、法拉第的发现 想一想：感应电流的方向与什么有关？
S
S
N
N
当磁感线方向不变时，感应电流的方向与导体运动方 向有关，导体运动方向改变，感应电流方向也要产生改变。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习
一、法拉第的发现 知道：谁发现了磁能生电？
英国物理学家法拉第从1822 年起，经过十年的努力，在 1831年发现了磁能生电。
课前导入 学习目标 新知探究 本课小结 随堂练习

发电机
演示实验：发电机发电实验 1、利用电磁感应的原理制成 2、发电机主要由转子和定子组成
1、当转子转到以磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中 没有电流。
2、当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中有 电流
3、当转子继续向下旋转到达以磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线， 线圈中没有电流
归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生 感应电流？
电磁感应的产生条件 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割
磁感线运动时，导体中就产生感应电流。
物理学中把这种现象叫做电磁感应。由电磁感应产生的电流叫做感应电流。
探究感应电流方向与导体运动方向的关系
磁感线方向不变 改变导体切割磁感线的运动方向
当磁感线方向不变时，感应电流的方向与导体运动方 向有关，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生 改变。
4、当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，线圈在切割磁感线， 线圈中有电流
5、当转子继续旋转，到达平衡位置，线圈没有切割磁感线，线 圈中没有电流。
从演示实验可以看出，发电机发电时线 圈中的电流方向呈周期性的改变，这样 的电流叫交变电流，简称交流电。
我国生产的交流电，频率为50HZ （即1S内线圈转动50圈），周期为 0.02S；电流方向改变100次。
1820年丹麦物理学家 奥斯特发现通电导体周 围存在着磁场.
奥斯特发现电流能产生磁场
电流
磁场
如何利用磁场获得电流？
实验探程及现象如下：
表针 磁铁动作 摆动方向
表针 磁铁动作 摆动方向
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
S极停在线圈中
N极从线圈抽出
S极从线圈抽出
探究感应电流方向与磁场方向的关系

甲
乙
课堂小结
第1节 电磁感应 (一)法拉第的发现 1．电磁感应：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象 2．感应电流：在电磁感应中产生的电流 (二)发电机 1．我国交变电流的频率为50 Hz 2．发电机由转子和定子两部分组成 3．发电机工作时将机械能转化为电能
完成配套课后练习。
B．话筒
C．电磁继电器
D．扬声器
2．小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快 速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇竟然变成了“发电机”。 关于该实验，下列说法正确的是( A )
A．电风扇发电的原理是电磁感应 B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用 C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能 D．小灯泡发光是把光能转化为电能
教科版九年级物理上册
第八章· 电磁相互作用及应用
第1节 电磁感应现象
科幻故事：科学家带领科考队员乘飞机环地球 自西向东考察时，遇到能源不足的问题，科学家奇 妙地用长导线和一个金属球，借地球这个大磁场 感应出来电能，为什么能产生电？
整体认知：
在现在我们所用的发电机可以产生电，它 是如何产生电的？它的工作原理是什么？什么 条件下才能生电？前面我们学过的奥斯特实验 说明电可以生磁，那么反过来磁能不能生电呢？
3．(1)如图甲所示，当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时，视察到小量程 电流表的指针会摆动，随着对这种现象的深入研究，人们发明制造了__发__电____机， 实现了___机_械____能向电能的转化。
(2)如图乙是一种“手摇充电式电筒”，握住它上下摇动就能自动充电。从透明外
壳可视察到内部有固定线圈；摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动，据此 猜测，这种电筒的制造原理是___电__磁__感_应____，其中那个滑动的物块是__磁__铁____。

他发现LED灯珠并非持续发光，而是不断地闪光，证 明了该实验产生的电流是__交__流____(填“交流”和“直 流”)电，产生电流利用了电__磁__感__应__原理。
【点拨】 由题图可知，车轮逆时针转动，带动齿轮顺时针
转动。半导体具有单向导电性，电流只有从正极流入， LED灯珠才能发光，所以LED灯珠不断地闪光说明产 生的电流是交流电。产生电流的现象叫电磁感应现象， 利用的是电磁感应原理。
教科版 九年级
第八章 电磁相互作用及应用
第1节 电磁感应现象
1 关于电磁感应现象，下列说法正确的是( D ) A．电磁感应现象是由奥斯特首先发现的 B．只要把矩形线圈放在磁场中，线圈中就会产生感 应电流 C．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就一定有 感应电流产生 D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运 动时，电路中一定有感应电流产生
11 学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感 应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所 示：铁块E、F上绕有的导线与开关、滑动变阻器、 电源、灯泡组成电路；线框abcd与 灵敏电流表相连。(线框abcd在铁块 E、F上方，实验过程中线框不扭转)
【猜想与假设】 小雨提出了如下猜想： A．感应电流的大小与磁场的强弱有关； B．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。 【设计与进行实验】 (1)小雨探究猜想A的设计思路：改变电磁铁的_磁__性__强__弱_
【交流评估】
(4)该实验中，用电磁铁代替永磁体的好处是
__方__便__改__变__磁__场__强__弱__。 【点拨】
永磁体的磁性、磁性强弱、磁极是确定的，而电 磁铁是否有磁性、磁性强弱、磁极是可以控制的，其 中磁性的强弱可以通过电流的大小来控制，所以该实 验用电磁铁代替永磁体的好处是方便改变磁性强弱(即 磁场强弱)。