1. 通過實驗，探究并了解導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流的條件。
2. 了解電磁感應在生產(chǎn)、生活中的應用。
3. 了解發(fā)電機的原理，知道發(fā)電機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。
【學習重點】
通過探究實驗來認識電磁感應現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
【學習難點】
產(chǎn)生感應電流的條件。
【自主預習】閱讀教材，完成以下問題：
1. 英國物理學家 1831年首先用實驗的方法發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，這一重大發(fā)現(xiàn)使人類實現(xiàn)了將 能轉(zhuǎn)化為 能的愿望。
2. 電磁感應現(xiàn)象
（1）閉合電路的一部分導體在 中做 運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做 電流。
（2）導體中產(chǎn)生感應電流的條件
①導體是 電路的一部分；②導體在磁場中做 運動。
3. 發(fā)電機
發(fā)電機是根據(jù) 制成的，發(fā)電機的誕生實現(xiàn)了機械能向電能的轉(zhuǎn)化。交流發(fā)電機主要由 和 兩部分組成，線圈不動磁極旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機。
4. 直流電和交流電
從電池得到的電流的方向不變，通常叫做 電。電流方向周期性變化的電流叫做 ，簡稱交流電。在交變電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做 ，頻率的單位是 ，符號為Hz。我國家庭電路使用的交流電，電壓是220V，周期是 s，頻率是 Hz，電流方向1s改變 次.
【合作探究】
探究一、什么情況下磁能生電
1. 實驗探究：什么情況下磁能生電
【提出問題】什么情況下磁場里的導線中能夠產(chǎn)生電流？
【猜想與假設(shè)】
（1）能夠產(chǎn)生電流，導線要連成閉合電路。
（2）通電導線在磁場中受力運動，那么反過來，讓導線在磁場中運動，可能會產(chǎn)生電流。
【設(shè)計實驗】
（1）用蹄形磁體提供 。
（2）用 檢驗電路中是否有電流。
（3）產(chǎn)生電流的條件可能有多個，采用 法進行探究。
（4）實驗器材：蹄形磁體、導線、靈敏電流表。
（5）在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟電流表連接，如圖所示。進行如下操作，注意觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【進行實驗】
（1）閉合開關(guān)，讓導線ab在磁場中靜止，發(fā)現(xiàn)指針 （選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”，下同）；
（2）閉合開關(guān)，讓導線ab在磁場中沿豎直方向上下運動（與磁感線平行），發(fā)現(xiàn)指針 ；
（3）閉合開關(guān)，讓導線ab在磁場中沿水平方向里外運動（與ab平行），發(fā)現(xiàn)指針 ；
（4）閉合開關(guān)，讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動（切割磁感線），發(fā)現(xiàn)指針 ；
（5）閉合開關(guān)，讓導線ab在磁場中斜向上運動（或斜向下），發(fā)現(xiàn)指針 ；
（6）斷開開關(guān)，讓導線ab在磁場中沿水平方向左右運動（切割磁感線），發(fā)現(xiàn)指針 。
【探究分析】
如果把磁感線想象成一根根實實在在的 ，把導線想象成一把 ，表達起來可能會方便些。
（1）由實驗（1）、（2）、（3）可知，電路閉合，導體在磁場中不做切割磁感線運動時，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有產(chǎn)生 。
（2）由實驗（4）、（5）可知，電路閉合，導體在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了 。
（3）由實驗（6）可知，電路斷開，導體在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有產(chǎn)生 。
【實驗結(jié)論】
（1）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做 ，產(chǎn)生的電流叫做 電流。
（2）導體中產(chǎn)生感應電流的條件
①導體是 電路的一部分；②導體在磁場中做 運動。
2. 注意理解產(chǎn)生感應電流的條件
（1）產(chǎn)生感應電流的兩個條件缺一不可。如果電路不閉合，導體做切割磁感線運動時，能產(chǎn)生感應電壓，不會產(chǎn)生感應電流。
（2）理解“切割磁感線運動”：導體運動方向與磁感線方向垂直或有一定的角度，但不能 。
（3）磁體不動，導體ab左右運動能產(chǎn)生感應電流；若ab不動，磁體左右運動，仍能切割磁感線產(chǎn)生感應電流。
3. 電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化
在電磁感應現(xiàn)象中，消耗了 能，得到了 能，即機械能轉(zhuǎn)化為電能。
4. 實驗探究：影響感應電流方向的因素
【進行實驗】
（1）閉合開關(guān)，讓導體AB向左運動，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向 偏轉(zhuǎn)。
（2）閉合開關(guān)，讓導體AB向右運動，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向 偏轉(zhuǎn)。
（3）將磁體的N、S極對調(diào)，閉合開關(guān)，讓導體AB向左運動，電流表指針向 偏轉(zhuǎn)。
（4）將磁體的N、S極對調(diào)，閉合開關(guān)，讓導體AB向右運動，電流表指針向 偏轉(zhuǎn)。
【探究分析】
（1）比較實驗（1）與（2）或（3）與（4）的實驗可知，在磁場方向不變時，導體做切割磁感線運動的方向相反，感應電流的方向相反，說明感應電流的方向與導體切割磁感線 的方向有關(guān)。
（2）比較（1）與（3）或（2）與（4）的實驗可知，在導體做切割磁感線運動的方向相同時，調(diào)換磁體N、S極的位置，感應電流的方向相反，說明感應電流的方向與 的方向有關(guān)。
（3）比較（1）與（4）或（2）與（3）的實驗可知，磁極和導體切割磁感線的方向均發(fā)生了改變，但感應電流的方向 ，說明同時使磁場方向和導體做切割磁感線運動的方向反向時，感應電流方向 。
【實驗結(jié)論】
在電磁感應中，感應電流的方向跟導體在磁場中做切割磁感線 的方向和 的方向有關(guān)。
只改變磁場的方向或?qū)w做切割磁感線運動的方向，感應電流的方向 ；若同時將磁場的方向和導體做切割磁感線運動的方向改變，則感應電流的方向 。（均選填“改變”或“不變”）
【例題1】如圖所示，小明和小剛利用蹄形磁體、靈敏電流計、開關(guān)、導體AB和若干導線等器材來探究感應電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)，他們完成操作，將觀察到的現(xiàn)象記入表格：
序號
導體AB的運動情況
有無感應電流
①
左右運動
有
②
上下運動
無
③
前后運動
無
④
斜向上、斜向下運動
有
（1）分析①、②兩次實驗現(xiàn)象，小明說：“閉合電路的一部分導體在磁場中的運動方向與磁場方向垂直時，電路中就會產(chǎn)生感應電流?！毙傉J為不準確，因為導體AB 運動時，其運動方向也與磁場方向垂直，但無感應電流；
（2）采納小剛意見后，小明又說：“閉合電路的一部分導體在磁場中垂直切割磁感線時，電路中才會產(chǎn)生感應電流”，小剛認為不全面，因為導體AB 運動時，也有感應電流；
（3）從能量的角度來分析，感應電流的產(chǎn)生過程是將 能轉(zhuǎn)化為電能；如果將圖中的靈敏電流計換成 ，可以探究磁場對電流的作用。
探究二、發(fā)電機
【想一想】發(fā)電機怎樣發(fā)電？以手搖發(fā)電機為例學習發(fā)電原理。
1. 實驗探究：手搖發(fā)電機的發(fā)電情況
（1）觀察模型式手搖發(fā)電機的構(gòu)造
【想想議議】磁極是什么形狀的？線圈是通過哪些裝置和燈泡連接起來的？搖把是通過什么帶動線圈轉(zhuǎn)起來的？
【觀察結(jié)果】磁鐵形狀是 磁鐵；線圈是通過 與燈泡（或二極管） 聯(lián)的；搖把是通過 帶動線圈轉(zhuǎn)動起來的。

（2）觀察手搖發(fā)電機轉(zhuǎn)速對小燈泡亮度的影響
用不同的轉(zhuǎn)速搖動轉(zhuǎn)輪，觀察燈泡亮度的變化情況。發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越大，燈泡發(fā)光越 。
（3）檢驗手搖發(fā)電機電流方向的變化
①用兩個發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機串聯(lián)。轉(zhuǎn)動搖把，觀察二極管的發(fā)光情況。

②實驗現(xiàn)象與分析：二極管交替發(fā)光，說明產(chǎn)生的電流方向不停在 。
（4）探究結(jié)論
手搖發(fā)電機產(chǎn)生的電流的大小和方向是變化的；電流的大小與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越快，電流越大。
2. 交變電流
（1）電流方向周期性變化的電流叫做 ，簡稱交流。實際上，在前面探究什么情況下磁可以生電的實驗中，導線左右往復運動，電流表指針來回擺動，電路中產(chǎn)生的就是交變電流。
（2）交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為 Hz。
3. 交流發(fā)電機
（1）發(fā)電機主要構(gòu)造： 、 、 、 等。
（2）主要部件作用
①磁鐵：用來產(chǎn)生磁場；
②線圈abcd轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，產(chǎn)生 ；
③銅環(huán)：兩個銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動，與外部電路組成 回路；
④電刷：感應電流通過電刷 。
（3）交流發(fā)電機工作原理示意圖
①圖甲和圖丙中導線運動方向和磁感線方向平行，不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。
②圖乙和丁中導線切割磁感線，有電流產(chǎn)生，但切割磁感線的方向相反，所以電流方向 。每當經(jīng)過磁感線與線圈平面垂直的位置時，線圈中的電流方向改變 次，線圈轉(zhuǎn)一周，電流方向改變 次。
③線圈不停轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電流交替往復，形成持續(xù)的電流。
4. 實際發(fā)電機的構(gòu)造與能量轉(zhuǎn)化
（1）構(gòu)造
主要有磁體、線圈、銅環(huán)和電刷四個基本組成部分。概括地講是由 （固定部分）和 （轉(zhuǎn)動部分）兩部分組成。實際上大型發(fā)電機多采用線圈不動、磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電，叫 式發(fā)電機。
轉(zhuǎn)子
定子
（2）發(fā)電機發(fā)電的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程
實際的發(fā)電機靠內(nèi)燃機、水輪機、汽輪機等機械的帶動，把燃料中的 能或者水庫中水流的
轉(zhuǎn)化為 能。
①水電站：水力發(fā)電是利用水從高處流下推動水輪機轉(zhuǎn)動，水輪機再帶動發(fā)電機工作，把水的機械能轉(zhuǎn)化為 能。
②火電站：火力發(fā)電是利用可燃物在燃燒時產(chǎn)生的 能，通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換成 能的一種發(fā)電方式。
【例題2】把一臺手搖發(fā)電機跟燈泡連接起來，使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，我們可以通過__________這一現(xiàn)象來判斷電路中有電流，如圖甲所示，手搖發(fā)電機的工作原理是_________。把兩個發(fā)光二極管極性______地并聯(lián)起來（填“相同”或“相反”），并與發(fā)電機串聯(lián)，如圖乙所示。轉(zhuǎn)動搖把，發(fā)現(xiàn)兩個二極管交替發(fā)光，說明電路中產(chǎn)生的是_______電流，簡稱交流。
探究三、磁記錄
1. 軟磁性材料和硬磁性材料
【回憶】
（1）磁化：鐵棒和鋼棒本來不能吸引鋼鐵，當磁體靠近它或者與它接觸時，它便有了吸引鋼鐵的性質(zhì)，也就是被 了。
（2）軟磁性材料：軟鐵磁化后，磁性很容易 ，稱為軟磁性材料。
（3）硬磁性材料：鋼等物質(zhì)在磁化后，磁性能夠 ，稱為硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁體，還可以用來記錄信息。
2. 錄音機的原理
錄音機的磁帶上附有一層 材料制成的小顆粒。
錄音時，聲音先轉(zhuǎn)變成強弱變化的 ，這樣的電流通過錄音磁頭，產(chǎn)生了強弱變化的 。磁帶劃過磁頭時，磁帶上的小顆粒被強弱不同地 ，于是記錄了一連串有關(guān)磁性變化的 。
放音時，磁帶貼著放音磁頭運動， 強弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的 ，電流經(jīng)放大后使揚聲器發(fā)聲，這便“讀”出了錄音帶中記錄的 。
3. 磁記錄的應用
隨著技術(shù)的不斷進步，磁記錄與人們的關(guān)系越來越密切。錄音帶、錄像帶，電腦中的磁盤，打電話的磁卡，銀行的信用卡，還有磁卡式車票等等，都是用磁來記錄信息的。磁記錄技術(shù)提高了工作效率，給生活帶來了很大的方便。
4. 交流回答
通過上面的學習，你能回答下面的問題嗎？
（1）磁帶上的什么物質(zhì)記錄了聲音、圖像等信息？
（2）錄音機在把聲信號變成磁信號的過程中，要先把聲信號變成什么信號？
（3）錄音機怎樣把磁信號變成聲信號？
（4）觀察磁帶、磁卡，找出涂有磁性物質(zhì)的部位。
（5）分組收集資料：人類在使用磁帶錄音之前，是用什么方法記錄聲信號的？寫出小論文，在全班交流。
【例題3】如圖是動圈式話筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，對著話筒說話時，聲帶振動發(fā)出聲音，使膜片帶動線圈做切割磁感線運動，產(chǎn)生的__________進入揚聲器，將聲音放大；話筒的工作原理是_________。線圈切割磁感線運動的過程中，將_______能轉(zhuǎn)化為電能。
【精講點撥】
1. 理解磁生電的條件
電路是閉合的；一部分導體在磁場中做切割磁感線運動。
（1）做切割磁感線運動的導體必須是閉合電路的一部分，而不是整個電路。
（2）只要導體運動的方向與磁感線有一定角度，不是與磁感線平行，導體就會切割磁感線。
（3）“切割磁感線運動”是指導體與磁場的相對運動。當磁場不動，導體運動時能切割磁感線；當導體不動，碰場運動時也能切割磁感線。
2. 區(qū)分“探究什么情況下磁可以生電”和“磁場對通電導線的作用”兩種現(xiàn)象的實驗裝置
要能正確區(qū)分兩實驗裝置，關(guān)鍵是找出兩套實驗裝置的不同之處。它們的不同之處是探究什么情況下磁能生電的實驗裝置中，沒有電源，有一個靈敏電流計用來觀察是否產(chǎn)生了感應電流；在觀察磁場對通電導線的作用的實驗中，有電源，但沒有靈敏電流計。
3. 感應電流大小的影響因素
導體切割磁感線運動的速度、磁場的強弱、切割磁感線運動的導體的有效長度和線圈的匝數(shù)等。
4. 電動機和發(fā)電機是兩種不同的裝置，其對比如表:
【歸納整理】
第5節(jié) 磁生電
【課堂練習】
1．關(guān)于如圖所示的實驗，下列說法正確的是（ ）
A．該裝置是用于探究“磁場對通電導線的作用”
B．導線ab運動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C．導線ab豎直向上運動時，靈敏電流計指針一定偏轉(zhuǎn)
D．導線ab水平向左運動時，靈敏電流計指針一定偏轉(zhuǎn)
2. 圖示是一種手搖發(fā)電的手電筒，內(nèi)有線圈、磁鐵等，當沿圖中箭頭方向來回搖動時，燈泡就能發(fā)光，其發(fā)電的工作原理是（ ）
A．電磁感應 B．磁場對通電導體有力的作用
C．電流的熱效應 D．電流的磁效應
3. 下列四幅圖中，應用了電磁感應原理的是（ ）
4. 在“科技節(jié)”活動中，小明受到物理課上“電與磁”相關(guān)知識的啟發(fā)，制作了如圖所示的“小發(fā)明”。閉合兩開關(guān)后電動機都能轉(zhuǎn)動，小燈泡發(fā)光。下列說法不正確的是（ ）
A．甲電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動原理工作的
B．對調(diào)電源正、負極，小燈泡將不發(fā)光
C．甲電動機相當于電路中的用電器
D．乙電動機是利用電磁感應原理工作的
5. 如圖為電動機和發(fā)電機的模型，其中虛線框內(nèi)的裝置叫_________，乙圖的工作原理是____________，甲圖要加快線圈的轉(zhuǎn)速，寫出一種方法：___________。

6. . 如圖是“探究感應電流產(chǎn)生的條件”的實驗裝置。
（1）實驗中，ab棒的材料可能是____（選填“塑料”或“鋁”）；
（2）實驗中是通過觀察_______來判斷電路中是否產(chǎn)生感應電流；
（3）磁體不動，使ab豎直向上或豎直向下運動，靈敏電流計指針________（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）；
（4）實驗中發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)不明顯，為了使指針偏轉(zhuǎn)明顯，可采取的措施是_________（寫出一種措施）；
（5）如果將圖中的靈敏電流計換成_____，可以探究磁場對通電導體的作用。
7. 實驗裝置如圖所示，探究感應電流的方向與導體運動方向和磁場方向的關(guān)系。在實驗中采取控制變量法。
（1）控制磁場方向不變，改變________方向，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向；
（2）控制導體ab的運動方向不變，改變______方向，觀察靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向。
（3）實驗結(jié)論： 感應電流的方向與_________方向和______方向有關(guān)。只改變其中一個方向，感應電流的方向_____；若同時改變兩個方向，感應電流的方向_______。
8. 小明學習了磁現(xiàn)象的知識后，深受物理學家奧斯特和法拉第科學探索精神的影響，懷著極大的興趣利用如題圖所示裝置，探究電磁感應現(xiàn)象。
（1）他應在M、N之間接入________ ；
（2）閉合開關(guān)，讓導體棒AB從圖示位置上下運動時，電路中______（選填“有”或“沒有”）感應電流產(chǎn)生；若導體棒AB不動，左右移動磁鐵，電路中_____（選填“有”或“沒有”）感應電流產(chǎn)生；
（3）在儀器和電路連接都完好的情況下，某小組的實驗現(xiàn)象不太明顯，在不增加器材的前提下，請?zhí)岢鲆粭l改進措施：_________；
（4）從能量的角度分析，產(chǎn)生感應電流的過程就是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，生活中利用電磁感應原理的實例有________（列舉1個）。
【課后反思】
本節(jié)課學習中，你有哪些收獲，還有哪些問題？
直流電動機
交流發(fā)電機
原理
通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動
電磁感應現(xiàn)象
構(gòu)造
與電刷接觸的是換向器
與電刷接觸的是兩個滑環(huán)
能量轉(zhuǎn)化
電能→機械能
機械能→電能
在電路中的作用
用電器
電源

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