第五节磁生电

磁生电的两个必要条件
导体是闭合回路的一部分 导体做切割磁感线的运动
感应电流的方向与_磁__场__方__向___ 和_导__体__运__动__方__向__有关。
（3）如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导 体中会不会产生感应电流？ 没有感应电流，但在导体两端会有感应电压。 （4）在电磁感应现象中，能量如何转化？ 机械能转化为电能。
N
N
S
S
S
S
A
B
N
N
C
D
3、关于交流发电机的原理，下列说法正确的是(D ) A.利用通电线圈在磁场里转动 B.利用换向器把直流电变为交流电 C.利用通电导体在磁场里受力而运动 D.利用电磁感应现象
4、如图所示的电机模型中，属于交流发电机和直流 电动机原理的分别是( B )
A.(b)图和(a)图 B.(c)图和(d)图 C.(b)图和(d)图 D.(c)图和(a)图
能量转换 电能转化为机械能 机械能转化为电能
电路图中的区分
有电源
无电源，有灵敏电 流表或小灯泡
交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什 么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。
交流电与直流电的不同之处主要在于：电流方 向是否做周期性地改变，电流方向不变的是直 流电，电流方向做周期性改变的是交流电。

交流发电机的原理
发电机的工作原理：电磁感应现象。
发电机是一种将__机__械__能___转化为__电__能___的装置。
周期性改变电流方向的电流叫做交流电。 方向不变的电流叫直流电。 交流电与电池产生的电流是不同的，后者产生的电 流方向是不变的，是直流电。 我国交流电周期是0.02秒，频率为50赫。
2．发电机利用了电磁感应原理发电，将机械能转化为 电能。

知识点1：电磁感应 1．(2022·淮安月考)如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图， 实验中磁体处于静止状态。关于这个实验，下列说法正确的是 ( C ) A.导体棒处于静止状态时，电流表的指针发生偏转 B．导体棒沿竖直方向向下运动时，电流表的指针发 生偏转 C．导体棒沿水平方向左右运动时，电流表的指针发 生偏转 D．导体棒向右上方运动时，电流表的指针不发生偏转
【特别提醒】(1)在直流发电机中，当线圈位于平衡位置时，线圈内没有电流；(2) 无论交流发电机还是直流发电机，在线圈中产生的都是交变电流，只不过直流发电 机输出的是直流电。
3．周期性改变大小和方向的电流叫 __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___，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。 我国电网以交流供电，频率为 _5_0_H__z_，即每秒内电流方向改变100次，周期是0.02 s。
9．电磁感应现象是英国物理学家 _法__拉__第__ 首先发现的。探究这个现象应选用如 图中 甲___ (选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。运用此原理可以制成 __发__电__机__ (选填“发电机”或“电动机”)，实现机械能转化为电能。
Hale Waihona Puke 10．(2022·云南模拟)如图所示是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话时， 产生的声音使膜片带动线圈一起 __振__动__，能产生随着声音的变化而变化的 _电__流___， 经放大后，再通过扬声器还原成声音。与动圈式话筒原理相似的是 __发__电__机__ (选填 “电动机”或“发电机”)。
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
8．(2022·苏州模拟)如图，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动 机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后 ( B )

第二十章 电与磁
第五节 磁生电
第五节 磁生电
教学目标
知道电磁感应现象和产生感应电流的条件。 知道发电机的原理、结构及能量转化过程。 知道交流电及我国照明电路交流电的频率，能区分交流 电和直流电。
教学重难点
1.引导学生设计实验，连接电路，在探究过程中发现磁生 电的条件。 2.发电机的工作原理及过程。
第五节 磁生电
巩固练习
B
第五节 磁生电
课堂小结
1．通过这节课你学到了什么？ 2．感应电流产生的条件。 3．发电机是怎样发电的？
4．交流电与直流电的区别。
第五节 磁生电
布置作业
请同学们完成《课时夺冠》中的“课后作业”P48。
答：a.有磁——磁铁； b.检验电流的仪器——电流表； c.电流能通过——闭合电路。 2.分组实验：尝试连接电路，组装器材。
第五节 磁生电
拓展探究 探究一：什么情况下磁能生电 3.如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件” 的实验装置。闭合开关后，铜棒AB、电流表、开关组成 闭合电路。 （1）要使用电流表指针的偏转 方向发生改变,可以采取两种方法。 将磁铁的南北极对调 ； 方法一:__________________ 解析 :（1）由于感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有 改变铜棒AB的运动方向。 方法二 :___________________ 关，因此要改变感应电流的方向，可以采取以下措施：①保持磁 （2 [）感应电流的大小除了与铜 归纳总结] 场方向不变，改变导体AB在磁场中的运动方向；②保持导体的 棒的运动速度有关以外，还与 1.判断闭合电路的一部分导体在磁场中运动是否能产 运动方向不变，使磁体的 NS极对换,上面为S极,下面为N极． 磁块磁性强弱 ___________有关。 生感应电流，关键是看导体是否做切割磁感线运动。其中 （2）由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的， 切割既包括导体的运动方向与磁感线方向垂直的正切割,也 由此可联想到感应电流的大小应该与磁场强弱、导体运动的快慢 包括导体的运动方向与磁感线方向成一定角度的斜切割。 有关．故猜想感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动的速度 2.感应电流方向与磁场方向和切割运动方向有关。 有关,还可能与磁场的强弱有关．

发电机 5．下列关于发电机的说法中，错误的是( D ) A．发电机可以维持电路两端的电压 B．发电机能将机械能转化为电能 C．发电机可以维持闭合电路中的持续电流 D．发电机可以制造自由电子
6．如图所示，要使流过灵敏电流计的电流反向，下列措施中可行的是( A )
①只将磁场反向 ②只将线圈的运动方向反向 ③同时将磁场和线圈的运
(1)本实验中，我们通过观察 电流表指针是否偏转 有过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要 闭合 ；通 过比较图甲、乙可知，产生感应电流的另一个条件是 导体要在磁场中做
切割磁感线运动 ； (3)若图甲中 AB 棒不动，磁铁左右水平运动，电路 有 (填“有”或“无”) 感应电流； (4)在产生感应电流的实验中，将 机械 能转化为电能。
13．在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，用一 根绝缘的细线将一根导体棒 ab 悬挂在蹄形磁体的的磁场中，再将导体棒 ab， 电流表及开关用导线连成一个闭合电路(如图所示)：
(1)闭合开关，让导体棒 ab 保持静止，电路中 无 (填“有”或“无”)感 应电流产生； (2)闭合开关，当导体棒 ab 沿 水平方向左右 (填“竖直方向上下”或“水 平方向左右”)运动时，电路中有感应电流产生。
14．必要时，可用扬声器代替话筒，如图所示。人对着扬声器锥形纸盆说话， 声音使与纸盆相连的线圈在 磁场中 做 切割磁感线运动 ，从而产生随着声 音的变化而变化的电流，这种产生电流的现象在物理学上称为电磁感应现象。 当纸盆向左运动的瞬间，产生的感应电流的方向如图中所示，若纸盆向右运 动，所产生的感应电流方向与图中所标示的电流方向 相反 (填“相 反”“相同”或“可能相同，也可能相反”)。
3．要使感应电流的方向相反，可采取的措施是( C ) A．把磁场方向和导体切割磁感线的方向都反过来 B．保持导体切割磁感线运动方向和磁场方向不变，而把导体位置调过来 C．保持磁场方向不变，改变导体切割磁感线的方向 D．把磁场减弱，导体切割磁感线运动的速度减小

3.(2016镇江)如图20-5-2是探究感应电流产生条件的实验装置，磁体和铜棒均水平放置，闭合开关，当铜棒 水平向右运动时，小量程电流表G的指针向右偏转， 为使电流表指针向左偏转，下列方法可行的是( C ) A.使铜棒竖直向下运动B.使铜棒竖直向上运动C.将磁体的N 、S极对调，仍使铜棒水平向右运动D.保持铜棒静止不动，使磁体水平向左运动
第5节 磁生电
1.电磁感应(1)闭合电路的 一部分 导体在磁场中做 切割磁感线运动时，产生电流的现象叫做 电磁感应现象 ， 产生的电流叫做 感应电流 。 (2)英国物理学家法拉第发现了 电磁感应现象 ， 并根据这个发明了 发电机 。在这个现象中， 机械 能转化为 电 能。
4.小明同学根据如图20-5-3所示的原理，制作了一台小型风力发电机，用以辅助照明。发电机工作时，发现 灯泡发光较暗，下列措施能增加灯泡亮度的是( B )
A.把铜线圈换成铁线圈B.提高线圈的转动速度 C.换用磁性较弱的磁体 D.变换磁体的磁极
A. 甲图可以研究通电导体在磁场中的受力情况B. 甲图实验的过程中，机械能转化为电能C. 乙图可以研究电磁感应现象D.根据乙图实验，人们制成了发电机
10.如图20-5-7所示， L为带动线圈转动的摇把，图中 图表示指针可来回摆动的电流表。关于此工作原理图， 下列说法正确的是( ) BA.这是电动机的工作原理图B.用该原理可制作手摇发电机，转动摇把L让线圈转起来，电流表的指针来回摆动C.用该原理可制作手摇发电机，如果只拿掉电流表，其他电路连接不变，转摇把L让线圈 转动，线圈中会产生电流D.用该原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械 能
1.(2016海南)下列各图中所示的几种器件，工作时应用 了电磁感应现象的是( C )
2.(2016台州)有人发明了一种“发电地板”，如图20-5-1所示。发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成，行人或车辆通过 时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对 运动，使其能发电。该发电地板的工作 原理与下列哪个选项的实验原理相同( B )

组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电 流？如果不能，可能是因为什么？
有可能是电流太小或方法不对。
如果是因为电路中产生的电流太小，你有什么 办法改进实验？
检流计
增强磁场
线圈
通过实验发现：当导线在磁场中运动时，电路 中会产生电流。
结论
电磁感应：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， 这种现象叫电磁感应。产生的 电流就叫做感应电流
2.判课断：本下练列习状况中，哪些状况有感应电流产生？ 甲乙
N
N
S
S
课本练习
丙丁N
N
S
S
4.感应电流的方练向习与3_导__体__运___动__方___向
和__磁__感__线__方__向______有关。
6.图中A、D已标出了磁场方向、导体切割磁
感E、线F练的图习方中向标和出产电生流的的电方流向方。向，请在B、C、 4ABC
3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的 原理
发电机:利用电磁感应原理 可分为交流发电机和直流发电机两类。
实际使用的交流发电机（旋转磁场式）
1、组成： 定子——线圈；转子——电磁铁
原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转 困难；使用电磁铁可得到强磁场
2、动力机：水轮机、汽轮下面的四个图中那些不会产生感应电流（BD）
（图中小圆表示闭合导体的一部分）
A
B
C
D
N
N
S
S
S
S
N
N
垂直屏幕 向外运动
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都 在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电 呢？
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。

4.如图是一模拟风力发电的模型。电动机通电时，风扇a高速转动 产生风力模拟自然风，风扇b在风力作用下带动发电机发电，同 时与发电机相连的小灯泡发光。下列说法正确的是（ B ） A．电动机转动时把机械能转化为电能； B．发电机是利用电磁感应现象工作的； C．电池电压降低时，风扇a的转速不会改变； D．风力大小不会影响小灯泡发光亮度。
课堂检测
基础巩固题
1.【多选】在图中的 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电 路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，能够产生感应电 流的是 （ AC ）
N
N
S
S
S
S
N
N
A
B
C
D
课堂检测
基础巩固题
2. 科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项 重要的科学探究如图甲、乙所示，下列关于这两项科学探究的说 法正确的是 （ B ） A．甲图实验探究磁场对通电导线的作用； B．乙图实验所揭示的原理可制成电动机； C．甲图中导体棒ab只要运动，电路中就会产生电流； D．乙图中若只将磁体的两极对调，导体棒ab的运动方向不改变。
课堂检测
基础巩固题
3. 刷卡机广泛应用于银行、超市等，如图所示的POS刷卡机读出
信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷 Nhomakorabea机上刷过时，刷卡机
的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备
的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是（ B ）
A．电磁铁
B．发电机
C．电动机
D．电磁继电器
课堂检测
基础巩固题
点
击
2.电动机是消耗电能而输出机
观
械能(把电能转化成机械能)；发
看
电机是消耗机械能而输出电能。

ab向下 切割磁感线 ，cd向上切 割磁感线。 （1）ab和cd没有切割磁感线， 线圈中没有感应电流； （2）ab和cd垂直切割磁感线，线圈中 产生感应电流；电流从 A 流向 B； ab向上 切割磁感线 ，cd向下切 割磁感线。 （3）ab和cd没有切割磁感线， 线圈中没有感应电流； （4）ab和cd垂直切割磁感线，线圈中 产生感应电流；电流从 B 流向 A；
发电机：机械能转化为电能 电动机：电能转化为机械能
3.发电机和电动机的原理不同
发电机的原理：电磁感应 电动机的原理：通电导线在磁场中受力而运动
课堂练习
1、①磁场的强弱； ②磁场的方向； ③导体 的有效长度； ④导体的材料； ⑤垂直切割 磁感线的速度； ⑥在平行磁感线的方向上 移动的速度；在以上因素中，能影响感应电 流大小的因素有（ C ）
第五节
磁 生 电
第一课时
回顾：奥斯特实验说明了什么？ 奥斯特实验说明电可以生磁 问题：既然电流可以产生磁场，那么磁场能否产 生电流呢？
英国科学家法拉第 经过10年的探索，在18 31年取得突破，发现了 利用磁场产生电流的条 件和规律。法拉第的发 现进一步揭示了电与磁 之间的关系，根据这个 发现后来发明了发电机 ，开辟了电气化时代。
交流发电机的工作原理
交流电和直流电
线圈（转子）转动一周，电流方向改变两次。 这种周期性改变方向的电流叫交流电。 方向不发生改变的电流叫直流电。 （如电池产生的电流）
交流发电机的工作原理
实际使用的大型交流发电机由转子和定子 两部分组成。一般采用线圈不动、磁极旋转的 方法来发电。还用电磁体代替永磁体。
小 结
磁生电的两个必要条件：一是导体是 闭合电路的一部分；二是导体做切割磁感 线的运动。
导体两端产生感应电压的必要条件是导体 做切割磁感线的运动。

发动机
发电机怎样发电呢？如图所示是实验室用的手摇 发电机。把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使 线圈在磁场中转动，可以看到灯泡会发光。这表 明，电路中有了电流。如果把手摇发电机跟电流 表连接起来，线圈在磁场中转动时，可以看到电 流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这个现 象表明，发电机发出的电流的大小和方向是变化 的。
磁生电
知识点一：电磁感应 感应电流的方向：感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运 动方向有关。任意改变磁场方向和导体切割磁感线运动方向中的一个 ，则感应电流的方向改变；若磁场方向和导体切割磁感线方向同时改 变，则感应电流的方向不变。 影响感应电流大小的因素：感应电流的大小与磁场的强度和导体切割 磁感线运动的速度有关。通过实验得出，磁场越强，感应电流越大； 导体切割磁感线运动的速度越快，产生的感应电流越大。
发动机
发电机发电的过程是能量转化的过程。以 手摇发电机为例，人吃的食物的化学能转化 为摇动转子的动能，发电机又把动能转化为 电能。实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽 轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者 水库中水流的动能转化为电能。
磁生电
知识点一：电磁感应
内容：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 就会产生电流，这种现象叫作电磁感应，所产生的电流叫作感应电流 。 条件：一是导体为闭合电路的一部分；二是导体在磁场中做切割磁感 线运动。导体平行于磁感线方向运动只能产生很小的电流甚至没有感 应电流产生。
磁生电
知识点二：发动机 交流电 定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流 电。 周期：交流发电机中线圈转动一周所用的时间。单位是秒（s）。我国使用 的交流电周期是0.02 s。 频率：在交流电中，电流在1 s内完成周期性变化的次数叫作频率，单位是 赫兹（Hz）。我国使用的交流电频率为50 Hz。注意：线圈每转动一周电 流方向改变两次，所以频率为50 Hz的交流电在1 s内方向将改变100次。