人教版九年級(jí)全冊(cè)第5節(jié) 磁生電學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、了解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用；2、認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和原理；3、知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；4、了解發(fā)電機(jī)的構(gòu)造和原理。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、電動(dòng)機(jī)1. 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用(1)力的方向和電流方向有關(guān)。(2)力的方向與磁感線方向有關(guān)。2.電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造（1）轉(zhuǎn)子：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。（2）定子：固定不動(dòng)的部分。3. 直流電動(dòng)機(jī)為什么需裝換向器？當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖所示位置時(shí)，ab邊和cd邊受的磁場(chǎng)力恰好在同一條直線上，而且大小相等，方向相反，線圈在這個(gè)位置上受到相互平衡的兩個(gè)磁場(chǎng)力的作用，所以不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。如何才能使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去呢？我們?cè)O(shè)想線圈由于慣性而通過平衡位置，恰在這時(shí)使線圈與電源線的兩個(gè)接頭互換，則線圈中的電流方向改變，它所受的磁場(chǎng)力的方向變成與原來的方向相反，從而可使線圈沿著原來旋轉(zhuǎn)方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，要使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)該在它由于慣性剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務(wù)的裝置叫做換向器。其實(shí)質(zhì)是兩個(gè)彼此絕緣銅半環(huán)。要點(diǎn)詮釋：通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用。力的方向與磁場(chǎng)方向、導(dǎo)線電流方向有關(guān)。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線和通電線圈作用而運(yùn)動(dòng)過程中，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)就是從這一理論設(shè)計(jì)制造出來的。(1)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用中磁場(chǎng)方向、電流方向、導(dǎo)體受力方向三者應(yīng)互相垂直，同時(shí)改變其中兩個(gè)方向另一個(gè)方向不變，若首先改變其中一個(gè)方向而另一個(gè)方向不變，則第三者方向一定改變。
(2)當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁感線的方向平行時(shí)（如圖甲所示），磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線（圖甲中直導(dǎo)線ab）沒有力的作用。當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁感線的方向不平行（斜交）時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線（圖乙中直導(dǎo)線ab）有力的作用（垂直紙面向內(nèi)）。當(dāng)通電直導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)的方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線（圖丙中直導(dǎo)線ab）的作用力最大（方向垂直紙面向內(nèi)）。
　　　　　　　　　　　
　　在圖丙中，保持磁感線B的方向不變，而使直導(dǎo)線ab內(nèi)電流方向相反時(shí)，ab受力的方向也相反；保持直導(dǎo)線內(nèi)電流方向不變，而使磁感線B的方向相反時(shí)，ab受力的方向也相反。
但如果在圖丙中，同時(shí)使磁感線B的方向及ab內(nèi)電流方向都變?yōu)橄喾?，則直導(dǎo)線ab的受力方向不發(fā)生變化。要點(diǎn)二、磁生電1.電磁感應(yīng)：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。2. 產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時(shí)滿足三個(gè)條件：（1）電路是閉合的；（2）導(dǎo)體要在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)；（3）切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中也不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，只是在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓。3.感應(yīng)電流的方向：感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān)。因此要改變感應(yīng)電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，即與原運(yùn)動(dòng)方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向同時(shí)改變，則感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變。4.發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的原理是電磁感應(yīng)，發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造是磁場(chǎng)和在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。其能量轉(zhuǎn)換是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。要點(diǎn)詮釋：.學(xué)完三種電磁現(xiàn)象，容易混淆，為了記憶和理解，特列表如下：現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者能量轉(zhuǎn)化判定方法電流的磁場(chǎng)奧斯特電能→磁能安培定則電磁感應(yīng)法拉第機(jī)械能→電能（右手定則）磁場(chǎng)對(duì)電流的作用安培電能→機(jī)械能（左手定則）說明：判定方法中的右手定則和左手定則，在初中物理暫不做要求。三種電磁現(xiàn)象的重要應(yīng)用對(duì)比如下：應(yīng)用原理要點(diǎn)電磁鐵電流的磁場(chǎng)
通電螺線管內(nèi)插入鐵芯，磁場(chǎng)大大增強(qiáng)磁性有無可用通斷電控制，磁性強(qiáng)弱可用電流大小及匝數(shù)多少控制。交流發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)交流電：周期性改變方向的電流。
集流環(huán)（兩個(gè)銅環(huán)）和一對(duì)電刷的作用直流電動(dòng)機(jī)通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)用換向器（兩個(gè)銅束環(huán)）和一對(duì)電刷使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 【典型例題】類型一、電動(dòng)機(jī)1、關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，下列說法正確的是（）A.電動(dòng)機(jī)是利用磁場(chǎng)對(duì)電流作用的現(xiàn)象制成的，工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.發(fā)電機(jī)是利用法拉第的發(fā)現(xiàn)制成的，工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.交流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造相同，因此它們的工作原理是一樣的【思路點(diǎn)撥】記住發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)原理。【答案】B【解析】閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，利用這種現(xiàn)象制成了發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。通電線圈在磁場(chǎng)里受到力的作用，在磁場(chǎng)里會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，利用這一現(xiàn)象發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。【總結(jié)升華】本題主要考查學(xué)生對(duì)：發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)原理圖的區(qū)別和聯(lián)系的了解和掌握。舉一反三：【變式】電動(dòng)機(jī)是一種高效率、低污染的動(dòng)力設(shè)備。下面四幅實(shí)驗(yàn)裝置圖中，對(duì)電動(dòng)機(jī)的發(fā)明有直接影響的是（）【答案】C 2.（2015?棗莊中考）如圖所示是直流電動(dòng)機(jī)的模型，閉合開關(guān)后線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)要線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下列方法中可行的是（　?。?/span>A．只改變電流大小 B．只改變電流方向 C．對(duì)換磁極同時(shí)改變電流方向 D．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵【答案】B【解析】電動(dòng)機(jī)的原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)，因此要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有兩種方法：①可保持磁場(chǎng)方向不變，改變電流方向；②可保持電流方向不變，改變磁場(chǎng)方向。因此選項(xiàng)B符合題意。【總結(jié)升華】知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)，注意只能改變其中一個(gè)因素，如果兩個(gè)因素同時(shí)改變時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不變。類型二、磁生電 3、如圖所示，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁極間運(yùn)動(dòng)，圖中小圓圈表示導(dǎo)體的橫截面，下列說法中正確的是（）A.圖a和圖b的導(dǎo)線中電流方向相同B.圖b和圖c的導(dǎo)線中電流方向相同C.圖b和圖c的導(dǎo)線中電流方向相反D.圖a和圖c的導(dǎo)線中電流方向相同【思路點(diǎn)撥】要解答本題需掌握：感應(yīng)電流的方向和磁極的方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。【答案】B【解析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：①閉合電路里的一部分導(dǎo)體；②在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng).由圖可知，a、b、c中導(dǎo)線都在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，且又是閉合電路里的一部分導(dǎo)體，所以導(dǎo)線中都有感生電流產(chǎn)生。圖a、b中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，但磁感線方向相反，故電流方向相反。圖b、c中導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向都相同，故電流方向也相同。【總結(jié)升華】此題考查的是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，我們要知道什么才是切割磁感線運(yùn)動(dòng)。舉一反三：【變式】（2015?鐵嶺模擬）如圖所示是小冬探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)裝置，其中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　?。?/span>A．ab不動(dòng)，磁鐵上下移動(dòng) B．ab不動(dòng)，磁鐵左右移動(dòng) C．磁鐵不動(dòng)，ab上下移動(dòng) D．磁鐵和ab同時(shí)向左或右移動(dòng)【答案】B4、下列說法中，正確的是（）A．只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的C．發(fā)電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器D．電流周圍存在著磁場(chǎng)【答案】D【解析】A錯(cuò)在不是閉合電路的部分導(dǎo)體；電磁感應(yīng)應(yīng)用是發(fā)電機(jī)，B錯(cuò)；發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器。【總結(jié)升華】熟記產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，理解發(fā)電機(jī)的原理。舉一反三：【變式】小明在仔細(xì)觀察如圖甲所示的微型電扇結(jié)構(gòu)之后，設(shè)想利用微型電扇和電流表制成簡(jiǎn)易風(fēng)速計(jì)：當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)扇葉片時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)，且風(fēng)速越大，電流表示數(shù)也越大，圖示乙實(shí)驗(yàn)中，能說明簡(jiǎn)易風(fēng)速計(jì)工作原理的是（　?。?/span> 【答案】A

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