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1、第二节科学探究:怎样产生感应电流【新新课导课导思思】你你见过见过自行自行车车上由上由车轮带动发电车轮带动发电的小的小发电发电机机吗吗?它又是它又是怎么怎么发电发电的呢的呢?【目目标导标导学学】1.1.知道知道产产生感生感应电应电流的条件。流的条件。2.2.理解感理解感应电应电流的方向与磁流的方向与磁场场方向及方向及导导体运体运动动方向有方向有关。关。3.3.了解了解发电发电机的原理。机的原理。【自主自主预习预习】1.1.电电磁感磁感应现应现象象:(1(1)定定义义:闭闭合合_的的_导导体在磁体在磁场场中做中做_运运动时产动时产生生电电流的流的现现象。象。产产生的生的电电流称流称为为_。电电路路
2、部分部分切割磁切割磁感感线线感感应应电电流流(2)(2)感感应电应电流的方向与流的方向与_和和_有关。有关。(3)(3)应应用用:_:_等。等。2.2.发电发电机机:(1)(1)原理原理:_:_。(2)(2)能量能量转转化化:_:_能能转转化化为为_能。能。导导体的运体的运动动方向方向磁感磁感线线方向方向发电发电机、机、动动圈式圈式话话筒筒电电磁感磁感应现应现象象机械机械电电知知识识点一点一 电电磁感磁感应现应现象象1.1.提出提出问题问题:发电发电机机为为什么能什么能发电发电呢呢?2.2.猜想与假猜想与假设设:发电发电机的机的线线圈只有在圈只有在转动时转动时才能才能发发出出电电来来,由此可以
3、猜想由此可以猜想:发电发电机机发电发电,可能与可能与_有关。有关。参考答案参考答案:线圈在磁场中的运动线圈在磁场中的运动(或其他猜想或其他猜想)3.3.实验实验方法方法:(1)(1)电电流看不流看不见见、摸不着、摸不着,在在实验实验中要利用中要利用_法法,根根据据_来判断是否有来判断是否有电电流。流。(2)(2)磁磁场场里的里的导导体体产产生的生的电电流的方向可能与多个因素有流的方向可能与多个因素有关关,故在故在实验实验中需利用中需利用_法。法。参考答案参考答案:(1)(1)转换灵敏电流计的指针是否偏转转换灵敏电流计的指针是否偏转(2)(2)控制变量控制变量4.4.实验设计实验设计:如如图图所
4、示所示(1)(1)探究探究产产生感生感应电应电流的条件。流的条件。开关断开开关断开时时,让导让导体做切割磁感体做切割磁感线线运运动动,观观察灵敏察灵敏电电流流计计的指的指针针偏偏转转情况情况;开关开关闭闭合合时时,让导让导体在磁体在磁场场中静止不中静止不动动,观观察灵敏察灵敏电电流流计计的指的指针针偏偏转转情况情况;开关开关闭闭合合时时,让导让导体做向左或向右的切割磁感体做向左或向右的切割磁感线线运运动动,观观察灵敏察灵敏电电流流计计的指的指针针偏偏转转情况情况;开关开关闭闭合合时时,让导让导体沿平行于磁感体沿平行于磁感线线的方向运的方向运动动,观观察察灵敏灵敏电电流流计计的指的指针针偏偏转转
5、情况。情况。(2)(2)探究影响感探究影响感应电应电流的方向的因素。流的方向的因素。思路思路:保持磁保持磁场场方向不方向不变变,改改变变_,_,观观察灵敏察灵敏电电流流计计指指针针偏偏转转方向方向;保持保持导导体运体运动动方向不方向不变变,改改变变_,_,观观察灵敏察灵敏电电流流计计指指针针偏偏转转方向。方向。参考答案参考答案:导体运动的方向磁场的方向导体运动的方向磁场的方向 5.5.实验记录实验记录及分析及分析:实验实验序号序号开关开关磁磁场场方方向向导导体的运体的运动动方向方向电电流流计计指指针针的偏的偏转转方向方向1 1闭闭合合上上N N下下S S静止不静止不动动不偏不偏转转2 2断开断
6、开上上N N下下S S向右运向右运动动不偏不偏转转3 3断开断开上上N N下下S S向左运向左运动动不偏不偏转转4 4闭闭合合上上N N下下S S向右运向右运动动向左偏向左偏转转5 5闭闭合合上上N N下下S S向左运向左运动动向右偏向右偏转转6 6闭闭合合上上N N下下S S向上运向上运动动不偏不偏转转实验实验序号序号开关开关磁磁场场方方向向导导体的运体的运动动方向方向电电流流计计指指针针的偏的偏转转方向方向7 7闭闭合合上上S S下下N N向下运向下运动动不偏不偏转转8 8闭闭合合上上S S下下N N向右运向右运动动向右偏向右偏转转9 9闭闭合合上上S S下下N N向左运向左运动动向左偏向
7、左偏转转分析分析实验实验数据数据,可得出的可得出的实验结论实验结论:(1)(1)产产生感生感应电应电流的条件流的条件:_ _。(2)(2)影响感影响感应电应电流方向的因素流方向的因素:_:_。提示提示:(1)(1)第第1 1次实验中次实验中,电路闭合电路闭合,导体静止不动导体静止不动,电路电路中没有产生感应电流中没有产生感应电流;第第2 2、3 3次实验中次实验中,电路断开电路断开,导体导体做切割磁感线运动做切割磁感线运动,电路中没有产生感应电流电路中没有产生感应电流;第第4 4、5 5次实验中次实验中,电路闭合电路闭合,导体做切割磁感线运动导体做切割磁感线运动,电路中电路中产生感应电流产生感
8、应电流;第第6 6、7 7次实验中次实验中,电路闭合电路闭合,导体运动方导体运动方向与磁感线平行向与磁感线平行,没有切割磁感线没有切割磁感线,电路中没有产生感电路中没有产生感应电流应电流;由以上分析可知由以上分析可知,产生感应电流的条件是产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。(2)(2)分析第分析第4 4、5(5(或或8 8、9)9)次实验可知次实验可知:在磁场方向一定时在磁场方向一定时,感应电流方向与导体运动方向感应电流方向与导体运动方向(或切割磁感线的方向或切割磁感线的方向)有关有关;分析第分析第4 4、8(8(或或5
9、 5、9)9)次实验可知次实验可知:在导体运动方在导体运动方向向(或切割磁感线的方向或切割磁感线的方向)不变时不变时,感应电流方向与磁场感应电流方向与磁场方向有关方向有关;故可得出影响感应电流方向的因素是故可得出影响感应电流方向的因素是:导体导体运动方向运动方向(切割磁感线方向切割磁感线方向)和磁场方向。和磁场方向。参考答案参考答案:(1)(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动感线运动(2)(2)导体运动方向导体运动方向(切割磁感线方向切割磁感线方向)和磁场和磁场方向方向6.6.交流与交流与讨论讨论:(1)(1)实验实验中中,闭闭合开关合开关,若保持
10、若保持导导体不体不动动,磁体运磁体运动动,能否能否产产生感生感应电应电流流?提示提示:若导体不动若导体不动,磁体运动磁体运动,导体也能切割磁感线导体也能切割磁感线,电电路闭合时也能产生感应电流。路闭合时也能产生感应电流。参考答案参考答案:能产生感应电流能产生感应电流(2)(2)实验实验中中,为为什么要用指什么要用指针针能向两能向两边边偏偏转转的灵敏的灵敏电电流流计计,而不是用只向一而不是用只向一边边偏偏转转的的实验实验室中常用的学生室中常用的学生电电流表流表?提示提示:在探究感应电流的方向跟导体运动方向在探究感应电流的方向跟导体运动方向(导体导体切割磁感线运动的方向切割磁感线运动的方向)和磁场
11、方向之间的关系时和磁场方向之间的关系时,感感应电流的方向会发生改变应电流的方向会发生改变,从而导致电流表的指针可能从而导致电流表的指针可能会向左或向右偏转会向左或向右偏转,通过电流表指针的偏转可以判断感通过电流表指针的偏转可以判断感应电流的方向应电流的方向,所以实验时要选用指针能够向两边偏转所以实验时要选用指针能够向两边偏转的灵敏电流计。的灵敏电流计。由于闭合电路的部分导体在磁场中由于闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电流很小做切割磁感线运动时产生的感应电流很小,为了易于观为了易于观察察,也应选用灵敏电流计也应选用灵敏电流计,而不是用实验室中常用的学而不是用实验室中常用的学
12、生用电流表。生用电流表。参考答案参考答案:通过灵敏电流计指针的偏转情况可以判断通过灵敏电流计指针的偏转情况可以判断感应电流方向的变化。感应电流方向的变化。实验中产生的感应电流很小实验中产生的感应电流很小,用灵敏电流计易于观察。用灵敏电流计易于观察。(3)(3)在在电电磁感磁感应现应现象中象中,能量是怎能量是怎样转样转化的化的?参考答案参考答案:机械能转化为电能。机械能转化为电能。【示范示范题题1 1】(2016(2016揭阳中考揭阳中考)用如用如图图所示的所示的实验实验装置探装置探究究“产产生感生感应电应电流的条件流的条件”。(1)(1)闭闭合开关合开关,若若导导体体abab不不动动,左右移左
13、右移动动磁磁铁铁,电电路中路中_(_(选选填填“有有”或或“无无”)感感应电应电流。流。(2)(2)在在仪仪器和器和电电路路连连接都完好的情况下接都完好的情况下,某小某小组组的的实验实验现现象不太明象不太明显显。请请提出一条改提出一条改进进措施措施:_:_。【精讲精析精讲精析】(1)(1)闭合开关闭合开关,若导体若导体abab不动不动,左右移动磁左右移动磁铁铁,利用运动和静止的相对性可知利用运动和静止的相对性可知,导体也做切割磁感线导体也做切割磁感线运动运动,满足了产生感应电流的三个条件满足了产生感应电流的三个条件,所以电路中有感所以电路中有感应电流。应电流。(2)(2)在仪器和电路连接都完好
14、的情况下在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组某小组的实验现象不太明显的实验现象不太明显,说明感应电流太小说明感应电流太小,故需要增大感故需要增大感应电流应电流;增大感应电流的方法增大感应电流的方法:换一个磁性更强的磁体换一个磁性更强的磁体;加快导体加快导体abab切割磁感线的运动速度切割磁感线的运动速度;将导体将导体abab换成换成多匝线圈。多匝线圈。答案答案:(1)(1)有有(2)(2)换一个磁性更强的磁体换一个磁性更强的磁体(或加快导体或加快导体abab切割磁感线的运动速度或将导体切割磁感线的运动速度或将导体abab换成多匝线圈换成多匝线圈)【微点微点拨拨】(1)(1)影响感影响感应电应
15、电流大小的因素。流大小的因素。导导体做切割磁感体做切割磁感线线运运动动的速度越大的速度越大,感感应电应电流越大。流越大。磁磁场场越越强强,感感应电应电流越大。流越大。做切割磁感做切割磁感线线运运动动的的导导体的体的长长度越度越长长或或线线圈的匝数圈的匝数越多越多,感感应电应电流越大。流越大。(2)(2)电电磁感磁感应应与磁与磁场对场对通通电导电导体力的作用的判断体力的作用的判断:电电磁感磁感应应装置中没有装置中没有电电源源,磁磁场对场对通通电导电导体力的作用装置中有体力的作用装置中有电电源。源。知知识识点二点二 发电发电机原理机原理结结合合图图中信息中信息,思考以下思考以下问题问题:1.1.在
16、在线线圈圈转动过转动过程中程中,何何时时不切割磁感不切割磁感线线?此此时线时线圈中圈中能能产产生感生感应电应电流流吗吗?提示提示:当线圈平面与磁感线垂直时当线圈平面与磁感线垂直时,线圈的上、下两个线圈的上、下两个边的运动方向与磁感线平行边的运动方向与磁感线平行,此时线圈不切割磁感线此时线圈不切割磁感线,线圈中没有感应电流产生。线圈中没有感应电流产生。参考答案参考答案:线圈平面与磁感线垂直时不能线圈平面与磁感线垂直时不能2.(b)2.(b)、(d)(d)两两图图中中,线线圈圈ABAB边边的的电电流方向流方向_(_(选选填填“相同相同”或或“不相同不相同”)提示提示:(b)(b)图中图中,AB,A
17、B边运动方向向上边运动方向向上,CD,CD边运动方向向下边运动方向向下,切割磁感线切割磁感线,产生感应电流产生感应电流;(d);(d)图中图中ABAB边运动方向向下边运动方向向下,CD,CD边运动方向向上边运动方向向上,由于运动方向和由于运动方向和(b)(b)图中相反图中相反,在在磁感线方向不变的情况下产生的电流方向是相反的。磁感线方向不变的情况下产生的电流方向是相反的。参考答案参考答案:不相同不相同3.3.在在线线圈匀速圈匀速连续转动连续转动的的过过程中程中,每每转过转过一周一周,线线圈中圈中电电流的方向改流的方向改变变的次数的次数为为_次。所次。所产产生的生的电电流是流是_电电。提示提示:
18、线圈转动一周线圈转动一周,线圈每条边切割磁感线的方向改线圈每条边切割磁感线的方向改变两次变两次,产生感应电流的方向也会改变两次产生感应电流的方向也会改变两次,因此产生因此产生的电流属于交流电。的电流属于交流电。参考答案参考答案:两交流两交流【示范示范题题2 2】(2016(2016绵绵阳中考阳中考)把一台手把一台手摇发电摇发电机跟机跟灯泡灯泡连连接起来接起来,使使线线圈在磁圈在磁场场中中转动转动,可以看到灯泡可以看到灯泡发发光。关于手光。关于手摇发电摇发电机机发电过发电过程程,下列下列说说法正确的法正确的是是()A.A.发电发电机是将重力机是将重力势势能能转变转变成成电电能的装置能的装置B.B
19、.匀速匀速摇动转轮摇动转轮,灯泡的亮度不灯泡的亮度不变变C.C.转轮转转轮转速越快速越快,灯泡亮度越暗灯泡亮度越暗D.D.转轮转轮在一个周期内在一个周期内电电流方向改流方向改变变两次两次【精讲精析精讲精析】发电机是将机械能发电机是将机械能(动能动能)转化为电能的转化为电能的装置装置,故故A A错误错误;匀速摇动转轮时匀速摇动转轮时,由于线圈切割磁感线的由于线圈切割磁感线的角度始终在变角度始终在变,因此产生的感应电流大小发生改变因此产生的感应电流大小发生改变,故灯故灯泡亮度发生改变泡亮度发生改变,故故B B错误错误;转轮转速越快转轮转速越快,线圈切割磁感线圈切割磁感线的速度越快线的速度越快,因此
20、线圈中的电流变大因此线圈中的电流变大,灯泡亮度越亮灯泡亮度越亮,故故C C错误错误;发电机产生电流的方向是变化的发电机产生电流的方向是变化的,并且转轮在并且转轮在一个周期内电流方向改变两次一个周期内电流方向改变两次,故故D D正确。正确。答案答案:D D【微点微点拨拨】(1)(1)电动电动机和机和发电发电机的区机的区别别。在在换换向器上向器上:电动电动机是两个半机是两个半圆环圆环构成的构成的换换向器向器,而交而交流流发电发电机是两个完整的金属机是两个完整的金属环环。在外部元件上。在外部元件上。a.a.电动电动机用机用电电源供源供电电,将将电电能能转转化化为为机械能机械能;b.b.发电发电机外部是机外部是电电流表或用流表或用电电器器,将将发发出的出的电电能能转转化化为为其他形式的能。其他形式的能。(2)(2)发电发电机分机分为为交流交流发电发电机和直流机和直流发电发电机。交流机。交流发电发电机机线线圈内圈内产产生的是交流生的是交流,向外供向外供电电也是交流也是交流;直流直流发电发电机机线线圈内圈内产产生的也是交流生的也是交流,而向外供而向外供电电是直流。是直流。