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驗實驗的結(jié)論如果把電源“+”極與導(dǎo)線連接，可觀察到的現(xiàn)象是______________________,斷開電路則可觀察到_______________________。NS磁電?英國科學(xué)家法拉第經(jīng)過10年的研究，在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電的條件和規(guī)律，實現(xiàn)了他利用磁場獲得電流的愿望。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)分開來。實驗探究提出問題1.什么情況下磁能生電？設(shè)計猜想G_+2.要使磁生電須哪些器材？①最方便獲得的磁場用什么器材？②要方便測出電流用什么器材？③要把電流表接入電路要哪些器材？研究電磁感應(yīng)下面的表格是實驗中需要探索的問題，請根據(jù)實驗情況完成表格。序號導(dǎo)體運(yùn)動情況磁場電流表指針方向1導(dǎo)線靜止U型磁體內(nèi)部2導(dǎo)線上下運(yùn)動3導(dǎo)線向左運(yùn)動4導(dǎo)線向右運(yùn)動5導(dǎo)線左右斜向轉(zhuǎn)動………………不擺動不擺動擺動擺動擺動

現(xiàn)象總結(jié)：1、當(dāng)導(dǎo)線上下運(yùn)動時沒有電流產(chǎn)生。2、當(dāng)導(dǎo)線左右運(yùn)動時有電流產(chǎn)生。3、當(dāng)導(dǎo)線前后運(yùn)動時沒有電流產(chǎn)生。

實驗結(jié)論閉合電路的一部分導(dǎo)體1做切割磁感線運(yùn)動2電磁感應(yīng)條件1、電磁感應(yīng)：

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，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。切割燈泡實驗1825年，科拉頓做了這樣一個實驗，他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈，來觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生。但是在實驗時，科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響，他通過很長的導(dǎo)線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里,他想，反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是“穩(wěn)定”的（當(dāng)時科學(xué)界都認(rèn)為利用磁場產(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得及就這樣，科拉頓開始了實驗。科拉頓“跑失良機(jī)”

然而，無論他跑得多快，他看到的電流計指針都是指在“0”刻度的位置。科拉頓失敗了?？评D的這個失敗，是一個什么樣的失敗呢？后人有各種各樣的議論。有人說這是一次“成功的失敗”。因為科拉頓的實驗裝置設(shè)計得完全正確，如果磁鐵磁性足夠強(qiáng)，導(dǎo)線電阻不大，電流計十分靈敏，那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時，電流計的指針確實是擺動了的。也就是說，電磁感應(yīng)的實驗是成功了，只不過科拉頓沒有看見，他跑得還是“太慢”，連電流計指針往回擺也沒看見，有人說，這是一次“遺憾的失敗”。因為科拉頓如果有個助手在另外那間房里，或者科拉頓就把電流計放在同一間房里看得見的地方，那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。有人說，這是一次“真正的失敗”。因為科拉頓沒能轉(zhuǎn)變思想，沒有從“穩(wěn)態(tài)”的猜想轉(zhuǎn)變到“暫態(tài)”的考慮上來，所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來。事實也正是如此，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)體在磁場中運(yùn)動時導(dǎo)體中感生電流方向的定則。伸開右手，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中，讓磁力線垂直地從手心進(jìn)入，使拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向，這時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)動中某一個方向，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，如果同時改變兩個方向，感應(yīng)電流的方向不變。SNNSNS.××練習(xí)：圖中A、D已標(biāo)出了磁場方向、導(dǎo)體切割磁感線的方向和產(chǎn)生的電流方向，請在B、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?！痢NNSNS..沒電流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，實現(xiàn)了從機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化

下面是生活中的真實發(fā)電機(jī)，你見過的發(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)線在磁場中左右不斷往復(fù)運(yùn)動時，閉合回路中就產(chǎn)生連續(xù)的電流。那么，怎樣才能使導(dǎo)線在磁場中不斷地運(yùn)動呢？

利用轉(zhuǎn)動，就可以很方便地使導(dǎo)線在磁場中不斷地運(yùn)動。同時，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)知識點1①②③④adcABab和cd不斷做切割磁感線運(yùn)動，由于磁感線方向是不變的，而ab和cd的運(yùn)動方向總是相反，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)工作過程中可以看出：線圈轉(zhuǎn)動一周，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)動一周所需時間叫周期。我國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間（秒）（2）頻率：1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)（赫茲）問：生活用電的周期、頻率、每秒方向改變次數(shù)我國交流電周期是0.02秒，頻率為50赫茲，每秒電流方向改變100次實際使用的交流發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)磁場式）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2、動力機(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)與電動機(jī)的比較

1、發(fā)電機(jī)的構(gòu)造原則上和電動機(jī)是完全相同的2、電動機(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、電動機(jī)：利用通電線圈在磁場里轉(zhuǎn)動的原理發(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)和電動機(jī)的區(qū)別電動機(jī)發(fā)電機(jī)原理通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動電磁感應(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)動原因通電線圈受磁力作用轉(zhuǎn)動線圈在外力作用下轉(zhuǎn)動線圈中電流來源由電源提供線圈轉(zhuǎn)動產(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線圈，它能隨膜片一起振動，膜片后有一個環(huán)形永磁鐵，線圈置于它的磁場中。工作過程當(dāng)對著話筒說話時，聲音使膜片振動，線圈也跟著在磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生隨聲音變化而變化的電流，經(jīng)放大后，通過揚(yáng)聲器還原成聲音。動圈式話筒知識點3550MW大型發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子吊裝寧波市鎮(zhèn)海火電廠同學(xué)們：這節(jié)課你學(xué)到了什么？讓我們一起來回顧一下吧！暢談收獲：課堂小結(jié)1、磁能否產(chǎn)生電能2、是否無論如何運(yùn)動都能產(chǎn)生電流？否3、如何運(yùn)動才會產(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，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：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_____。實用發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由水輪機(jī)、_____等帶動旋轉(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)線的有效長度有關(guān)。感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)線切割的速度方向無關(guān)。再見！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：它在磁場中按箭頭方向運(yùn)動時，在哪種情況下會產(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？又到哪里去？解答：發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成；它的電能來源于轉(zhuǎn)子的機(jī)械能；電能通過用電器轉(zhuǎn)化成其他形式的能，如燈泡發(fā)光時將電能轉(zhuǎn)化成光能和熱能、電動機(jī)工作時將電能轉(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，要用到話筒（麥克風(fēng)）。話筒的種類很多。如圖是動圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對著話筒說話或唱歌時，聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈處在磁場中，把線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī)，就能通過揚(yáng)聲器聽到你說話的聲音。請用“磁生電”具體說明動圈式話筒的原理。解答：當(dāng)你對著話筒說話或唱歌時，聲音帶動膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動，能產(chǎn)生隨聲音的變化而變化的電流，經(jīng)過放大后，通過揚(yáng)聲器還原成聲音.5.我國供生產(chǎn)