第5节磁生电知识点一电磁感应现象一．探究：产生电磁感应现象的条件和规律1.提出问题：如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？2.设计实验电路：实验可采用类似于下图所示的电路装置：3.实验过程：（1）线圈的一边在磁场中静止时：①闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。②换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。③换用匝数更多的线圈，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。（2）线圈的一边在磁场中运动时：①闭合开关后，让导体在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左和向右的运动，观察电流表指针是否偏转。②闭合开关后，让导体在磁场中做垂直（即平行于磁场方向）向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。③闭合开关后，让导体在磁场中做斜向上或斜向下的运动，观察电流表指针是否偏转。（3）导体静止而磁体运动：①闭合开关后，让磁体做水平向左或向右的运动，观察电流表指针是否偏转。②闭合开关后，让磁体做垂直向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。③闭合开关后，让磁体做斜向上或斜向下的运动，观察电流表指针是否偏转。4.实验结论：①闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。②感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。二．总结归纳：1.电磁感应现象：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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。注意：奥斯特实验揭示了电生磁；法拉第实验揭示了磁生电，它们共同反应了电与磁的相互关系。2.产生感应电流的条件（1）产生感应电流的两个条件缺一不可：①导体为闭合电路的一部分（不是全部）；②导体做切割磁感线运动。（2）如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时：导体不能产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。3.影响感应电流方向的因素（1）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。①改变切割方向或改变磁场方向：感应电流的方向随之改变；②若切割方向和磁场方向同时改变：则感应电流方向不变。感应电流、磁场和导体切割磁感线三者的方向关系可用右手定则判断：如图所示，伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流的方向。4.影响感应电流大小的因素一般情况下，增大感应电流的方法有：增强磁场强度；（2）增大切割磁感线的导体的有效长度；（3）增加切割磁感线的导体的条数；（4）增大导体切割磁感线的速度；（5）让导体切割磁感线的速度方向与磁感线方向垂直等。5.能量转化在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，却在闭合电路中产生了电能。这就实现了机械能向电能的转化。【思考与讨论】教材P22解答：采用控制变量法进行研究。实验一：在闭合回路中串联灵敏电流表，保持其他因素不变，使闭合回路的一部分导体在磁场中始终沿着同一方向，以不同的速度切割磁感线，会发现切割磁感线的速度越快，电流表指针偏转的角度越大。上述实验表明：闭合回路中，感应电流的大小跟导体切割磁感线的速度有关系。实验二：保持闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动的速度和方向等不变，更换不同的磁体，会发现磁体的磁性越强，电流表偏转的角度越大。上述实验表明：闭合回路中，感应电流的大小跟磁场强度有关系。知识点二交流发电机活动：手摇发电机发电如课本图1-50所示，把手摇发电机与电流表连接起来，转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针来回不停地摆动，说明发电机产生的电流方向是周期性变化的。交流电与直流电（1）交流电：手摇发电机发出的是一种大小和方向都发生周期性变化的电流，这种电流叫交流电。我国供生产、生活用的交流电的周期（每转动一周所需的时间）是0.02秒，频率（每秒针所转过的圈数）为50赫兹，即每秒钟出现50个周期，电流方向改变100次。（2）直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电。例如从干电池中获得的电流就是直流电。2.交流发电机（1）工作原理：发电机是利用电磁感应现象制成的。（2）基本结构：磁铁、矩形线圈、圆柱形铜环、电刷等。课堂实验的手摇交流发电机模型中，定子（固定部分）是磁铁，转子（转动部分）是线圈；而实际的大型发电机要输出很高的电压和很强的电流，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式发电，这种发电机叫做旋转磁极式发电机，也就是定子是线圈，转子是磁铁（这里用电磁铁代替永磁体做转子，以获得更大的磁场。（3）交流发电机的工作过程①图甲中线圈开始运动，ab边向左运动，cd边向右运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流；②图乙中线圈的ab边向下运动，cd边向上运动，导体切割磁感线，线圈中有电流（dcba），外部电路电流方向为AB；③图丙中线圈的ab边向右运动，cd边向左运动，导体没有切割磁感线，线圈中没有电流。④图丁中线圈的ab边向上运动，cd边向下运动，导体切割磁感线，线圈中有电流（abcd），外部电路电流方向 |
