《电磁感应现象》课件

第八章

电磁相互作用及应用第1节

电磁感应现象1.理解电磁感应现象；了解感应电流的方向与导体运动的方向及

磁场的方向有关。2.知道发电机的工作原理，知道发电机在工作时能量如何转化，知道我们生产、生活中用的电是交流电。探究导体在磁场中产生电流的条件：按照如图所示，把导线

AB

的两端分别连接在灵敏电流表的两个接线柱上，组成一个闭合回路。知识点1法拉第的发现——电磁感应实验操作实验现象实验分析磁体不动，AB左右运动导体不做切割磁感线运动时，不产生电流导体做切割磁感线运动时，产生电流AB不动，磁体左右运动磁体不动，AB上下运动AB不动，磁体上下运动磁体不动，AB前后运动AB不动，磁体前后运动导线和磁体都不动灵敏电流表指针不偏转灵敏电流表指针不偏转灵敏电流表指针左右偏转导体在磁场中静止时，不产生电流归纳总结：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。所产生的电流叫做感应电流。交流讨论：

实验中增大感应电流的措施：让导体迅速切割磁感线；换用磁性更强的磁体；使用多根导线并联后作为闭合电路中的导体；尽量选用电阻小的导线作为闭合电路中的导体；可将回路切割磁感线的导体换成多匝线圈。2.理解磁生电的条件（1）做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路。（2）只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，而不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线。（3）“切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动。当导体不动，磁场运动时能切割磁感线；当磁场不动，导体运动时也能切割磁感线。3.感应电流：在电磁感应现象中产生的电流。4.感应电流方向的影响因素：导体切割磁感线运动的方向和磁场方向。5.感应电流大小的影响因素：导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数。6.能的转化：电磁感应现象是将机械能转化为电能。某同学用如图所示的装置研究电磁感应。（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中

（选填“无”或“有”）感应电流。（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，灵敏电流计指针

（选填“不会”或“会”）偏转。有会解析：（1）由图甲可知，导体

AB

从图示位置向上运动，做切割磁感线运动，电路中有感应电流。（2）由图乙可知，线圈不动，蹄形磁体快速向左运动时线圈切割磁感线，电路中也有感应电流，因此电流计指针会偏转。知识点2发电机1.如图

所示是交流发电机的示意图，主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成。发电机利用电磁感应现象制成，发电的过程是将机械能转化为电能的过程。交流发电机的工作过程

随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化。这样的电流叫做交变电流，简称交流电(AC)。手摇发电机的线圈在磁场中转动时，产生的感应电流大小、方向发生周期性变化。2.交变电流在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹(Hz)。我国电网的交流电频率是50Hz。我国交流电频率为50Hz，周期为0.02s，即发电机线圈转一周的时间为0.02s，1s内线圈转50周，因为每转一周，电流方向改变两次，所以1s内其方向改变100次。如图是发电机工作的示意图，从图中我们知道，若发电机运转时，线圈转速为3000r/min，则产生的电流的频率是

Hz，1s内电流表的电流方向改变

次。50100解析：从题图中可以看出，此发电机发出的为交变电流，线圈转一圈为一个周期，电流方向改变两次，而线圈的转速为3000r/min，即50r/s，所以产生交变电流的频率为50Hz，1s内电流表的电流方向改变100次。电磁感应现象的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导体实质上就是电源。1.产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分且做切割磁感线运动。2.决定感应电流方向：①磁场方向；②导体切割磁感线运动方向。3.发电机交流电：电流大小、方向随时间周期性变化。能量转化：机械能→电能和内能。一、磁场对通电导线的作用1.通电导体在磁场中受到

。

2.力的方向跟

、

都有关系,当电流方向或磁感线方向变得相反时,通电导体的受力方向也变得相反。当电流方向和磁感线方向同时反向时,通电导线的受力方向不变。

二、电动机的基本构造1.工作原理:通电线圈在磁场中转动。2.构造:能够转动的部分叫

,固定不动的部分叫____________。

3.能量转化:电动机工作时,把

转化为

。

4.换向器的作用:当线圈转过

后,自动改变线圈中的

。力的作用

电流方向

磁感线方向

转子

定子

电能

机械能

平衡位置

电流方向

直流电动机的工作原理电动机由两部分组成:能够转动的线圈和固定不动的磁体。能够转动的部分叫作转子,固定不动的部分叫作定子。其中E、F是换向器,换向器的构造是图中两个半环,E和F跟线圈相连,E、F彼此绝缘,并能随线圈一起转动,A、B是电刷,它们跟换向器接触,使电源和线圈组成闭合电路。电动机转动过程的示意图如图所示。图甲线圈处于水平状态,电刷A跟换向器的F相连,电刷B跟换向器的E相连,线圈中的电流方向是B→E→a→b→c→d→F→A,线圈顺时针转动。图乙线圈转到平衡位置,两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分,线圈由于惯性继续转动,转过平衡位置后,电刷B跟换向器F相连,电刷A跟换向器的E相连,此时线圈中的电流方向为B→F→d→c→b→a→E→A,线圈中电流方向改变。图丙ab和cd中的电流方向与图甲相反,受力方向也相反。图丙中的cd段导线跟图甲中的ab段导线中电流方向和磁感线方向相同,受力方向一致,图丙中的ab段导线跟图甲中的cd段导线中电流方向和磁感线方向相同,受力方向一致,因此,线圈应按原来的顺时针方向转动。【例题】

(多选)直流电动机中换向器的作用是

(

)A.当线圈在磁场中转动时,换向器可不停地改变线圈中的电流方向B.每当线圈转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中的电流方向C.当线圈在磁场内转动时,换向器每0.2s改变一次线圈中的电流D.线圈在磁场中每转动一圈,换向器就将线圈中的电流方向改变两次解析:换向器就是跟线圈连接在一起的铜制半环,随线圈一起转动,由于在转动过程中跟电刷交替接触,因此每转过平衡位置,线圈中的电流方向就改变一次。换向器的作用是线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向,使得通电线圈在后半周也获得动力,从而驱动转子不停地转动起来,所以选项A错误而选项B正确;换向器每隔多长时间改变一次线圈中的电流方向是由线圈在磁场中的转速决定的,并不固定,所以选项C错误;线圈每转一圈,都要两次经过平衡位置也就是两次改变电流方向,选项D正确。答案:BD

一、磁场对通电导线的作用1.关于通电导线在磁场中受力方向的说法正确的是(

)A.只与磁场方向有关B.只与电流方向有关C.同时与磁场方向和电流方向有关D.以上说法都正确

C通电导线在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向都有关。2.通电导线在磁场中要受力的作用,如果只改变电流方向,导线的受力方向

;如果只改变磁场方向,导线的受力方向

,说明通电导线在磁场中的受力方向跟

和

有关。改变

改变

磁场方向

电流方向

二、电动机的基本构造3.小华家购买了一台豆浆机,豆浆机使用电动机作为动力,电动机将(

)

A.机械能转化为电能B.电能转化为内能C.电能转化为机械能