
1. 通過實驗,探究并了解導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
2. 了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
3. 了解發(fā)電機(jī)的原理,知道發(fā)電機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。
【學(xué)習(xí)重點】
通過探究實驗來認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
【學(xué)習(xí)難點】
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材,完成以下問題:
1. 英國物理學(xué)家法拉第1831年首先用實驗的方法發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這一重大發(fā)現(xiàn)使人類實現(xiàn)了將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的愿望。
2. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
(2)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①導(dǎo)體是閉合電路的一部分;②導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
3. 發(fā)電機(jī)
發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理制成的,發(fā)電機(jī)的誕生實現(xiàn)了機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化。交流發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成,線圈不動磁極旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)叫做旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。
4. 直流電和交流電
從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電(DC)。電流方向周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流電(AC)。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,頻率的單位是赫茲,符號為Hz。我國家庭電路使用的交流電,電壓是220V,周期是0.02s,頻率是50Hz,電流方向1s改變100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(dǎo)線中能夠產(chǎn)生電流?
【猜想與假設(shè)】
(1)能夠產(chǎn)生電流,導(dǎo)線要連成閉合電路。
(2)通電導(dǎo)線在磁場中受力運動,那么反過來,讓導(dǎo)線在磁場中運動,可能會產(chǎn)生電流。
【設(shè)計實驗】
(1)用蹄形磁體提供磁場。
(2)用靈敏電流表檢驗電路中是否有電流。
(3)產(chǎn)生電流的條件可能有多個,采用控制變量法進(jìn)行探究。
(4)實驗器材:蹄形磁體、導(dǎo)線、靈敏電流表。
(5)在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線,導(dǎo)線的兩端跟電流表連接,如圖所示。進(jìn)行如下操作,注意觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【進(jìn)行實驗】
(1)閉合開關(guān),讓導(dǎo)線ab在磁場中靜止,發(fā)現(xiàn)指針不偏轉(zhuǎn)(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”,下同);
(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)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)指針不偏轉(zhuǎn);
(3)閉合開關(guān),讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向里外運動(與ab平行),發(fā)現(xiàn)指針不偏轉(zhuǎn);
(4)閉合開關(guān),讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向左右運動(切割磁感線),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn);
(5)閉合開關(guān),讓導(dǎo)線ab在磁場中斜向上運動(或斜向下),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn);
(6)斷開開關(guān),讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向左右運動(切割磁感線),發(fā)現(xiàn)指針不偏轉(zhuǎn)。
【探究分析】
如果把磁感線想象成一根根實實在在的線,把導(dǎo)線想象成一把刀,表達(dá)起來可能會方便些。
(1)由實驗(1)、(2)、(3)可知,電路閉合,導(dǎo)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)生電流。
(2)由實驗(4)、(5)可知,電路閉合,導(dǎo)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)生了電流。
(3)由實驗(6)可知,電路斷開,導(dǎo)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)生電流。
【實驗結(jié)論】
(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
(2)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①導(dǎo)體是閉合電路的一部分;②導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
2. 注意理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個條件缺一不可。如果電路不閉合,導(dǎo)體做切割磁感線運動時,能產(chǎn)生感應(yīng)電壓,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(2)理解“切割磁感線運動”:導(dǎo)體運動方向與磁感線方向垂直或有一定的角度,但不能平行。
(3)磁體不動,導(dǎo)體ab左右運動能產(chǎn)生感應(yīng)電流;若ab不動,磁體左右運動,仍能切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。
3. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,消耗了機(jī)械能,得到了電能,即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
4. 實驗探究:影響感應(yīng)電流方向的因素
【進(jìn)行實驗】
(1)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB向左運動,觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB向右運動,觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
(3)將磁體的N、S極對調(diào),閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB向左運動,電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
(4)將磁體的N、S極對調(diào),閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB向右運動,電流表指針向右偏轉(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(dǎo)體做切割磁感線運動的方向相反,感應(yīng)電流的方向相反,說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運動的方向有關(guān)。
(2)比較(1)與(3)或(2)與(4)的實驗可知,在導(dǎo)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(yīng)電流的方向相反,說明感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)。
(3)比較(1)與(4)或(2)與(3)的實驗可知,磁極和導(dǎo)體切割磁感線的方向均發(fā)生了改變,但感應(yīng)電流的方向不變,說明同時使磁場方向和導(dǎo)體做切割磁感線運動的方向反向時,感應(yīng)電流方向不變。
【實驗結(jié)論】
在電磁感應(yīng)中,感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的方向和磁場的方向有關(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(yīng)電流的方向改變;若同時將磁場的方向和導(dǎo)體做切割磁感線運動的方向改變,則感應(yīng)電流的方向不變。(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(dǎo)體AB和若干導(dǎo)線等器材來探究感應(yīng)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(dǎo)體AB的運動情況
有無感應(yīng)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(dǎo)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(yīng)電流?!毙傉J(rèn)為不準(zhǔn)確,因為導(dǎo)體AB 運動時,其運動方向也與磁場方向垂直,但無感應(yīng)電流;
(2)采納小剛意見后,小明又說:“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”,小剛認(rèn)為不全面,因為導(dǎo)體AB 運動時,也有感應(yīng)電流;
(3)從能量的角度來分析,感應(yīng)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。
【答案】(1)前后;(2)斜向上/斜向下;(3)機(jī)械,電源.
【解析】(1) 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中的運動方向與磁場方向不垂直,只要切割磁感線時,如導(dǎo)體AB前后運動時,電路中也會產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以小明的說法錯誤。
(2)根據(jù)表格現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),導(dǎo)體AB在磁體中斜向上或斜向下運動時,此時雖然不是垂直切割磁感線,但也有感應(yīng)電流,小明說:“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時,電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流”是不全面的。
(3)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場切割磁感線運動時,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,從能量的角度來分析,感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
要探究磁場對電流的作用,電流中需要有電源,所以可將圖中的靈敏電流計換成電源。
探究二、發(fā)電機(jī)
【想一想】發(fā)電機(jī)怎樣發(fā)電?以手搖發(fā)電機(jī)為例學(xué)習(xí)發(fā)電原理。
1. 實驗探究:手搖發(fā)電機(jī)的發(fā)電情況
(1)觀察模型式手搖發(fā)電機(jī)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】磁鐵形狀是蹄形磁鐵;線圈是通過電刷與燈泡(或二極管)串聯(lián)的;搖把是通過皮帶帶動線圈轉(zhuǎn)動起來的。
(2)觀察手搖發(fā)電機(jī)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)光越亮。
(3)檢驗手搖發(fā)電機(jī)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(jī)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改變。
(4)探究結(jié)論
手搖發(fā)電機(jī)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(jī)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交變電流,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(dǎo)線左右往復(fù)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50Hz。
3. 交流發(fā)電機(jī)
(1)發(fā)電機(jī)主要構(gòu)造:磁鐵、線圈abcd、銅環(huán)K與L、電刷A與B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)生感應(yīng)電流;
③銅環(huán):兩個銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動,與外部電路組成一閉合回路;
④電刷:感應(yīng)電流通過電刷流出。
(3)交流發(fā)電機(jī)工作原理示意圖
①圖甲和圖丙中導(dǎo)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(dǎo)線切割磁感線,有電流產(chǎn)生,但切割磁感線的方向相反,所以電流方向相反。每當(dāng)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一次;線圈轉(zhuǎn)一周,電流方向改變兩次。
③線圈不停轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電流交替往復(fù),形成持續(xù)的電流。
4. 實際發(fā)電機(jī)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。概括地講是由定子(固定部分)和轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)兩部分組成。實際上大型發(fā)電機(jī)多采用線圈不動、磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電,叫旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。
轉(zhuǎn)子
定子
(2)發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程
實際的發(fā)電機(jī)靠內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械的帶動,把燃料中的化學(xué)能或者水庫中水流的動能轉(zhuǎn)化為電能。
①水電站
水力發(fā)電是利用水從高處流下推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動,水輪機(jī)再帶動發(fā)電機(jī)工作,把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
②火電站
火力發(fā)電是利用可燃物在燃燒時產(chǎn)生的內(nèi)能,通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。
【例題2】把一臺手搖發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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。
【答案】小燈泡發(fā)光;電磁感應(yīng)現(xiàn)象;相反;交變.
【解析】若電路中有電流,則電流通過燈泡時會使燈泡發(fā)光,故可以通過燈泡發(fā)光來判斷電路中有電流。
手搖式發(fā)電機(jī)是根據(jù)閉合回路中的一部分在磁場中做切割磁感線運動來產(chǎn)生感應(yīng)電流的,即為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
發(fā)光二極管有單向?qū)щ娦裕瑑蓚€發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)后再與發(fā)電機(jī)串聯(lián),交替發(fā)光說明電路中的電流方向時刻在發(fā)生改變,即產(chǎn)生的是交流電流。
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(dāng)磁體靠近它或者與它接觸時,它便有了吸引鋼鐵的性質(zhì),也就是被磁化了。
(2)軟磁性材料:軟鐵磁化后,磁性很容易消失,稱為軟磁性材料。
(3)硬磁性材料:鋼等物質(zhì)在磁化后,磁性能夠保持,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(jī)的原理
錄音機(jī)的磁帶上附有一層硬磁性材料制成的小顆粒。
錄音時,聲音先轉(zhuǎn)變成強(qiáng)弱變化的電流,這樣的電流通過錄音磁頭,產(chǎn)生了強(qiáng)弱變化的磁場。磁帶劃過磁頭時,磁帶上的小顆粒被強(qiáng)弱不同地磁化,于是記錄了一連串有關(guān)磁性變化的信息。
放音時,磁帶貼著放音磁頭運動,磁性強(qiáng)弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流,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信息。
3. 磁記錄的應(yīng)用
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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(xué)習(xí),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?
答:一層硬磁性材料制成的小顆粒。
(2)錄音機(jī)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?
答:強(qiáng)弱變化的電流。
(3)錄音機(jī)怎樣把磁信號變成聲信號?
答:放音時,磁帶貼著放音磁頭運動,磁性強(qiáng)弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流,電流經(jīng)過放大后使揚聲器發(fā)聲,這便“讀”出了錄音帶中記錄的信息。
(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(jìn)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。
【答案】感應(yīng)電流,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,機(jī)械。
【解析】對著話筒說話時,聲帶振動產(chǎn)生聲音,產(chǎn)生的聲音使膜片振動,與膜片相連的線圈也跟著一起振動,線圈做切割磁感線運動,產(chǎn)生的感應(yīng)電流進(jìn)入揚聲器,將聲音放大。話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。線圈切割磁感線運動的過程中,消耗機(jī)械能,產(chǎn)生電能,將機(jī)械能轉(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(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。
(1)做切割磁感線運動的導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分,而不是整個電路。
(2)只要導(dǎo)體運動的方向與磁感線有一定角度,不是與磁感線平行,導(dǎo)體就會切割磁感線。
(3)“切割磁感線運動”是指導(dǎo)體與磁場的相對運動。當(dāng)磁場不動,導(dǎo)體運動時能切割磁感線;當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)電流;在觀察磁場對通電導(dǎo)線的作用的實驗中,有電源,但沒有靈敏電流計。
3. 感應(yīng)電流大小的影響因素
導(dǎo)體切割磁感線運動的速度、磁場的強(qiáng)弱、切割磁感線運動的導(dǎo)體的有效長度和線圈的匝數(shù)等。
4. 電動機(jī)和發(fā)電機(jī)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(xí)】
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(dǎo)線的作用”
B.導(dǎo)線ab運動時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.導(dǎo)線ab豎直向上運動時,靈敏電流計指針一定偏轉(zhuǎn)
D.導(dǎo)線ab水平向左運動時,靈敏電流計指針一定偏轉(zhuǎn)
【答案】D。
【詳解】該裝置是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,電流計是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)反映了是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生;
閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)ab棒水平左右運動時,切割磁感線,電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);當(dāng)ab棒豎直上下運動時,不切割磁感線,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn);故D正確,C錯誤。
故選D。
2. 圖示是一種手搖發(fā)電的手電筒,內(nèi)有線圈、磁鐵等,當(dāng)沿圖中箭頭方向來回?fù)u動時,燈泡就能發(fā)光,其發(fā)電的工作原理是( )
A.電磁感應(yīng) B.磁場對通電導(dǎo)體有力的作用
C.電流的熱效應(yīng) D.電流的磁效應(yīng)
【答案】A。
【詳解】手搖發(fā)電機(jī)內(nèi)的線圈在切割磁感線時,線圈中有電流產(chǎn)生,電流經(jīng)過燈泡時,燈泡就能發(fā)光,所以其發(fā)電的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A符合題意,BCD不符合題意。
所以選A.
3. 下列四幅圖中,應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理的是( )
【答案】C。
【詳解】A.揚聲器應(yīng)用的是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用,故A不符合題意;
B.該圖演示了通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用,故B不符合題意;
C.話筒是利用閉合電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C符合題意;
D.該圖是電磁鐵,利用了電流的磁效應(yīng),故D不符合題意。
所以選C.
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(jī)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(jī)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(fù)極,小燈泡將不發(fā)光
C.甲電動機(jī)相當(dāng)于電路中的用電器
D.乙電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的
【答案】B。
【詳解】A.磁場對通電導(dǎo)體有力的作用。甲電動機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動原理工作的,故A正確,不符合題意;
B.對調(diào)電源正、負(fù)極,小燈泡能夠發(fā)光,故B錯誤,符合題意;
C.甲電動機(jī)是消耗電能的設(shè)備,相當(dāng)于電路中的用電器,故C正確,不符合題意;
D.乙電動機(jī)此時相當(dāng)于發(fā)電機(jī)給燈泡提供電能,是利用電磁感應(yīng)原理工作的,故D正確,不符合題意。
所以選B.
5. 如圖為電動機(jī)和發(fā)電機(jī)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:___________。
【答案】換向器,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,增大電路中的電流。
【詳解】根據(jù)甲圖可知,有電源,是電動機(jī)模型,故虛線框內(nèi)的裝置是換向器,可以改變線圈中電流的方向;乙圖中無電源,線圈轉(zhuǎn)動過程中切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是發(fā)電機(jī)的原理圖,發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
要使甲圖中的線圈轉(zhuǎn)速變快,可增大電路中的電流或增強(qiáng)磁體的磁性。
6. . 如圖是“探究感應(yīng)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(yīng)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(dǎo)體的作用。
【答案】(1)鋁;(2)靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)向;(3)不偏轉(zhuǎn);(4)見解析;(5)電源。
【詳解】(1)在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中,我們必須保證處于磁場中的這部分是導(dǎo)體。塑料是絕緣體,鋁是導(dǎo)體,所以我們應(yīng)選擇鋁棒。
(2)有電流通過靈敏電流計時,指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),所以可以通過觀察靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有電流。
(3)將懸掛的導(dǎo)體放入磁體中,閉合開關(guān),導(dǎo)體在磁體中豎直上下運動,沒有切割磁感線,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計指針不會偏轉(zhuǎn)。
(4)電磁感應(yīng)中,感應(yīng)電流大小與磁場強(qiáng)弱、切割磁感線的速度等有關(guān),實驗中發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)不明顯,是電流過小,為了使指針偏轉(zhuǎn)明顯,可增加導(dǎo)體棒切割磁感線的速度或更換磁性更強(qiáng)的磁體。
(5)探究磁場對通電導(dǎo)體的作用必須有電源通電,因此,需要在電路中添加電源,即將靈敏電流計換成電源。
7. 實驗裝置如圖所示,探究感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)電流的方向_____;若同時改變兩個方向,感應(yīng)電流的方向_______。
【答案】(1)導(dǎo)體運動;(2)磁場;(3)導(dǎo)體切割磁感線運動,磁場,改變,不變。
【詳解】(1)感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動方向和磁場方向有關(guān)。實驗中,探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運動方向的關(guān)系時,應(yīng)控制磁場方向不變,改變導(dǎo)體運動方向。
(2)探究感應(yīng)電流方向與磁場方向的關(guān)系時,應(yīng)控制導(dǎo)體運動方向不變,改變磁場方向。
(3)感應(yīng)電流方向與磁場的方向和導(dǎo)體切割磁感線的運動方向有關(guān),只改變其中一個方向,感應(yīng)電流的方向會發(fā)生改變,若同時改變影響感應(yīng)電流方向的兩個因素,則感應(yīng)電流的方向不改變。
8. 小明學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識后,深受物理學(xué)家奧斯特和法拉第科學(xué)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(yīng)現(xiàn)象。
(1)他應(yīng)在M、N之間接入________ ;
(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體棒AB從圖示位置上下運動時,電路中______(選填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流產(chǎn)生;若導(dǎo)體棒AB不動,左右移動磁鐵,電路中_____(選填“有”或“沒有”)感應(yīng)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(jìn)措施:_________;
(4)從能量的角度分析,產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程就是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程,生活中利用電磁感應(yīng)原理的實例有________(列舉1個)。
【答案】(1)靈敏電流計;(2)沒有,有;(3)增大導(dǎo)體AB切割磁感線的速度;(4)動圈式話筒。
【詳解】(1)為顯示電路中有無電流,他應(yīng)在M、N之間接入靈敏電流計。
(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體棒AB從圖示位置上下運動時,因此時導(dǎo)體沒有切割磁感線,故感應(yīng)電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生;若導(dǎo)體棒AB不動,左右移動磁鐵,相當(dāng)于磁鐵不動,導(dǎo)體棒AB向右向左移動,導(dǎo)體切割切割磁感線,電路中有感應(yīng)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,說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流過小,為增大感應(yīng)電流,在不增加器材的前提下,改進(jìn)措施:可以增大導(dǎo)體AB切割磁感線的速度。
(4)動圈式話筒:線圈隨聲音的振動在磁場中做切割磁感運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流,將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號,工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。生活中利用電磁感應(yīng)原理的實例有動圈式話筒。
【課后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中,你有哪些收獲,還有哪些問題?
直流電動機(jī)
交流發(fā)電機(jī)
原理
通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動
電磁感應(yīng)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(jī)械能
機(jī)械能→電能
在電路中的作用
用電器
電源
這是一份初中第5節(jié) 磁生電學(xué)案設(shè)計,共3頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn),溫故知新,交流展示,當(dāng)堂檢測,課后反思等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版九年級全冊第5節(jié) 磁生電導(dǎo)學(xué)案及答案,共5頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),重點難點,學(xué)習(xí)過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份物理九年級全冊第二十章 電與磁第5節(jié) 磁生電導(dǎo)學(xué)案,文件包含人教版2023年九年級物理全一冊同步精品講義課時205磁生電教師版docx、人教版2023年九年級物理全一冊同步精品講義課時205磁生電學(xué)生版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共36頁, 歡迎下載使用。
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