初中物理-电磁感应_发电机课件

交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。 在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数 叫做频率。 我国电网以交流供电， 频率为50Hz。
3．发电机工作原理 （1）发电机的构造 发电机由转子和定子两部分组成。
转子
定子
大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
定子——线圈 转子——电磁铁
线圈匝数多，导线很 粗，高速旋转困难；使用 电磁铁可以得到强磁场。
（5）频率：在交变电流中，电流在每秒内周 期性变化的 次数 。我国电网以交流
供电，周期是 0.02 秒，频率为 50 Hz， 每秒电流方向改变 100 次。
某同学制作了图1所示的装置：风吹动出线上的绝缘漆已
全部刮掉），灵敏电流计的指针会发生偏转。 图2是该
学习目标 1. 知道发电机的原理是电磁感应现象，能说
出发电机为什么能发电。 2. 初步了解发电机的构造、工作过程，知道
发电机发电过程是能量转化的过程。 3. 知道什么是交流电，我国使用的交流电的
主要参数，能把交流电和直流电区分开来。
1．发电机原理： 电磁感应 现象。 2．交流电和直流电：周期性变化 方向和大小 的
（见教材P142动手动脑学物理）
2. 发电机的主要结构是什么? 它的电能从哪里来? 又到哪里去? 解答:发电机主要由定子和转子两部分组成；它的电 能来源于转子的机械能；产生的电能通过用电器转 化成其他形式的能，如灯泡发光时将电能转化成光 能和热能、电动机工作时将电能转化成机械能等。
外力对发电 机做功
大型发电机安装转子
（2）工作原理 铜环 电刷
当线圈在前半 周转动时，电流表 指针偏转，表明电 路中产生了电流； 当线圈在后半周转 动时，切割磁感线 方向相反，电流表 指针偏转方向相反。

电磁感应产生的电流叫做感应电流.
实验结论：
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.
法拉第简介
（Michael Faraday,1791-1867)
法拉第发现了电磁感应现象
法拉第于1791年出生在英国伦敦附近的一个小村里 ，父亲是铁匠，自幼家境贫寒，无钱上学读书。13岁时 到一家书店里当报童，次年转为装订学徒工。在学徒工 期间，法拉第除工作外，利用书店的条件，在业余时间 贪婪地阅读了许多科学著作，例如《化学对话》、《大 英百科全书》的《电学》条目等，这些著作开拓了他的 视野，激发了他对科学的浓厚兴趣。
应用： 发电机
发电机
1、原理：电磁感应 2、结构：发电机主要由转子和定子组成 3、概念： 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。 4、能量转化：发电机发电过程中，把机 械能转化为电能。
电磁感应现象
• 1.发现者：英国物理学家法拉第。 闭合 • 2.概念：________ 电路的_________ 一部分 导体在 磁场 中做____________ ________ 的运动时，导体 切割磁感线 中会产生感应电流;这种现象叫做电磁感应.电 磁感应产生的电流叫做感应电流. • 3.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.
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。
2、探究感应电流方向与磁场方向的关系
导体运动方向不变
改变磁场的方向
2、探究感应电流方向与磁场方向的关系
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。

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。

磁体向上或向下运动 磁体向左或向右运动
无S
有 Ｖ×
S
Ｖ
N ＶS
N
N
6
运动情况
有无感应电流
ab静止
无
电路 磁场方
ab向上或向下运动
无
断开 向不变
ab向左或向右运动
无
ab运动方向与磁感线方向成锐角
无
7
3、产生感应 电流的条件:
闭合电路 一部分导体 在磁场中做切割磁感线运动
4、感应电流 导体切割磁感线运动方向
3
活动：探究产生感应电流的条件 N S
4
电
路
磁场
闭
方向
合
不变
对调 磁极
N
Ｖ
运动情况
ab静止 ab向上或向下运动
ab向左或向右运动
有无感应电流
无 无 有
ab运动方向与磁感线方向成锐角
有
导体向上或向下运动 导体向左或向右运动
N
Ｖ
×
无 有
S
Ｖ×
S
S
N
5
电 路
导体
闭 不动
合
ＶS
?
N
运动情况
有无感应电流
竖直 向下 闭合
竖直 向上
导体运动情况 ab向左运动 ab向左运动
N
Ｖ
S
S
Ｖ×
N
有无感 应电流
有
有
N
Ｖ
×
S
S
Ｖ
N 27
开关 磁体
导体运 有无感 动情况 应电流
向上或向下运动
无
静止
闭合 向左或向右运动
不动
有
S
Ｖ×

课堂小结
1. 划时代的发现 法拉第——电磁感应——感应电流
2. 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感 应电流。
3. 电磁感应现象的应用 发电机、变压器、电磁炉
3. 法拉第最初发现“电磁感应现象”的实验情景简化如图所示，在正确操 作的情况下，得到符合实验事实的选项是（ ） A．闭合开关的瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．通电状态下，断开与电源相连线圈的瞬间，电流计指针有偏转 D．将绕线的铁环换成木环后，闭合或断开开关瞬间，电流计指针无偏 转
例：关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中 一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感 应电流
2.产生感应电流的条件 （3）感应电流产生的条件：
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就 产生感应电流。 思考：能引起磁通量发生变化的原因有哪些？ a.由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化。 b.磁场不变，由于闭合回路的面积S变化而引起磁通量的变化。 c.闭合回路的磁场和面积S同时变化而引起磁通量的变化。 d.闭合回路与磁场间的夹角变化而引起磁通量的变化。
（2）实验分析：
条形磁体运动
电路中是否产生感应
电流表指针是否摆动
电流
N/S极插入线圈
是
是
N/S极停在线圈中
否
否
N/S极从线圈中拔出
是
是
条形磁体插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强，条形磁体从线圈中 拔出时，线圈中的磁场由强变弱，即通过线圈的磁场强弱发生变化 时，会产生感应电流。2.产生感应流的条件（2）实验分析：

视察电流表指针是否偏转。 （3）闭合开关，让磁体斜向上或向下运动，
视察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
磁体做水平向左 （右）运动
摆动
有电流产生
导线静 磁体向上（下） 止而磁 运动
不摆动
没有电流产生
体运动
磁体斜向上 （下）运动
摆动
有电流产生
【分析与论证】 我们能否从该实验中归纳出在什么情况下能够产生感应 电流？ 1.做切割磁感线运动 2.闭合电路的一部分导体
4.微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中_电___能转化为 动能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转 叶片，发光二极管发光，这是__磁___生电的现象，人们 利用这一原理制成了_发__电__机__（选填“发电机”或“电 动机” ）。
5.在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实 验情况分别如图所示。
英国物理学家法拉第在10年中做了多 次探索，1831年终于取得突破，发现 了利用磁场产生电流的条件和规律。
法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生 产和利用，开辟了电气化的新纪元。 下面，让我们追寻着法拉第的脚步，一起来探究 电磁感应现象。
一、电磁感应现象
【实验探究】 产生电磁感应现象的条件和规律 【提出问题】 如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动
交流电：电流方向周期性改变方向的电流。 直流电： 电流方向不产生改变的电流。 认识我国的交流电 周期：0.02秒 频率：50赫兹（Hz） 1秒内电流方向改变的次数：100次
大型交流发电机
发电机由转子和定子两部分组成。 大型交流发电机一般采用线圈不动（ 定子）、磁极旋转（转子）的方法来 发电。有时还用电磁铁代替永磁体， 因为线圈匝数多，导线很粗，高速旋 转困难，所以使用电磁铁可得到强的 磁场。

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____。

2.产生感应电流的条件： (1)闭合电路的一部分导体； (2)在磁场中做_________________。
发电机
1.原理：电磁感应现象。
2.构造：由_____和______组成。
3.交变电流：在数值上等于电流在每秒内 周期性变化的次数。 我国电网以交流电供器材？（2）如果能获得电流，应该连接一个怎样的 电路？（3）如何知道有无电流？
把电流表用导线接成闭合电路。通过观察指针是否偏转来检测电路中是否有电流。还可通过指针偏转方向知道电流方向是否发生改变。
一、探究：什么情况下磁能生电？
分一
分一
使用磁铁
用导线连接成闭合电路
1、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，这种现象叫电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。
电磁感应现象——法拉第最先发现
2、产生感应电流的条件： 闭合电路、一部分导体、在磁场中、做切割磁感线运动3、感应电流方向的影响因素： 磁场方向、导体切割磁感线运动方向4、电磁感应现象中的能量转化： 据此制成：
感应电流
切割磁感线运动
转子
定子
50Hz
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
磁生电
【学习目标】 1．通过探究活动，知道电磁感应现象及产 生感应电流的条件、感应电流方向的影 响因素。 2．知道发电机的工作原理及能量转化。 3. 认识自然现象之间是相互联系的，进一 步了解探索自然奥秘的科学方法。初步 具有创造发明的意识。
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，科学家巧妙地利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？

• 我国电网的交流电频率是50Hz.（也就是说 我国的交流电1s内完成50个周期）
• 思考：我国电网的交流电的周期是----s？ • 每1个周期电流方向变化——次？ • 1s内电流方向变化——次？
• 从能量的角度看，发电机是把机械能转化 为电能的装置。这种机械能可以来自风、 或是水、或者蒸汽机、热机……如今，各 种发电机，小到只能点亮一只小灯泡的自 行车发电机，大到各类发电厂的发电机组， 已遍布世界各地。发电机的出现，是人类 历史上的一次重大革命。
• 制作原理：根据电磁感应制作。
• 工作过程：线圈在磁场中做切割磁感线运 动，产生感应电流。由于线圈前半周与后 半周运动方向相反，所以产生的感应电流 的方向也相反，随线圈的转动电流的大小 和方向发生周期性变化。
• 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)。
• 第三节 电磁感应现象
• 1. 知道电磁感应现象及其产生的条件； • 2. 知道感应电流的方向与哪些因素有关； • 3知道电磁感应现象中机械能转化为电能； • 4. 知道交流发电机的原理。
• 请同学们观察下面的实验后回答：此实验称为 什么实验？它揭示了一个什么现象？
不动 动 不动 动 不动
• 磁生电的条件有哪些？ • 闭合电路的部分导体、 • 在磁场中运动 • 并且作切割磁感线运动
第三节 电磁感应现象
1 电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中作切割磁感线运 动时，导体中就产生了电流，这种现象叫做电磁感应现 象。产生的电流叫感应电流。
※ 感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。 ※ 电磁感应现象中把机械能转化为电能。 2 发电机：把机械能转化为电能的装置 ※ 原理：电磁感应 3 交流电：方向和大小呈周期性变化的电流。