磁生电（教学设计）

第二十章电与磁

第5节磁生电

【教学目标】

知识与技能

1、了解电磁感应原理。

2、知道电磁感应原理在生活中的应用。

3、知道发电机的结构和工作原理。

过程与方法

探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系.

情感、态度与价值观

认识自然现象之间相互联系的本质，进一步了解探索自然奥妙的科学方法.

【教学重难点】

重点：知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件

难点：产生感应电流的条件

【教学过程】

【新课引入】

通过对前面内容的学习，我们了解到，奥斯特实验揭示了通电导体周围存在

磁场，即电生磁。那么磁又能生电吗？答案是肯定的。下面我们一起来看一个磁

生电的现象。

奥斯特实脸揭示了：通

电导体周围存在磁场

电磁

电磁

【新课教学】

一、磁生电

这里有一个小型的装置。该装置主要由两部分组成。一部分是磁极，一部分

是线圈。现在将该装置用导线与一个灯泡相连。若不安装磁极，转动装置的手柄，

使装置的线圈转动。我们发现灯泡不亮，说明电路中没有产生电流。若安装上磁

极，再次转动装置的手柄。发现灯泡亮了起来，说明电路中产生了电流。这一现

象表明磁确实能产生电。

磁能生电的现象，早在1831年就由英国物理学家法拉第通过10年的不断探

索与努力而率先发现。法拉第于1791年9月22日出生在一个贫苦的铁匠家庭,

仅上过小学，曾当过装订书籍的学徒，但他从小热爱科学，通过自身的刻苦和勤

奋终成一代科学巨匠。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。

根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化

的时代

今天，无论我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电，大多是由

电网提供的，是从发电厂里的发电机中产生的，经过远距离的传输，到达工厂、

农村、学校和家庭。那么发电机是如何发电的呢，磁生电有什么样的条件和规律

呢？下面我们一起来探究磁生电的条件和规律。

二、探究磁生电的条件和规律

本实验用到的器材有：U型磁铁，线圈，灵敏电流计，铁架台。开关和若干

导线。用导线将线圈、灵敏电流计和开关连接起来组成一个电路，并将线圈置于

磁场中。其中灵敏电流计可以用于检验电路中是否有电流产生。为了让实验现象

更加明显，本实验中把导体棒ab换成了一个线圈。下面我们一起来探究磁生电

的条件。组装好电路，然后闭合开关。如果线圈静止不动。我们发现灵敏电流计

的指针没有发生偏转。说明闭合同路中没有产生电流。如果将线圈上下移动。我

们发现灵敏电流计的指针仍然没有发生偏转。说明闭合回路中还是没有电流产生。

如果将线圈左右移动。我们发现灵敏电流计的指针发生了偏转。说明闭合回路中

产生了电流。如果将线圈倾斜移动。我们发现灵敏电流计的指针仍然发生了偏转。

说明闭合同路中同样产生了电流。现在把开关断开。然后将线圈左右移动或者将

线圈倾斜移动。我们发现灵敏电流计的指针都不再发生偏转。说明闭合回路中没

有产生电流。

导体静止导体上下移动

导体倾斜移动

下面我们一起来仔细分析一下刚才实验中所看到的现象。当导体静止在磁场

中时。回路中没有电流。当导体在磁场中上下移动时。回路中仍然没有电流。当

导体在磁场中左右移动时。回路中产生了电流。当导体在磁场中倾斜移动时。回

路中仍然可以产生电流，但是如果将开关断开。无论导体在磁场中左右移动，还

是倾斜移动。回路中都不能产生电流。根据以上现象，请同学们思考一下。回路

中要想产生电流即磁生电，需要具备什么样的条件呢？

我们知道U形磁体中间部分的磁场方向是从北极出发回到南极，为了便于理

解，同学们可以将描述磁场的磁感线想象成一根根实实在在的线，把导体想象成

一把刀。通过仔细分析我们发现。回路中能产生电流的两次实验中都存在两个共

同点。一是电路必须为一个闭合回路。二是导体在磁场中运动时，必须要切断磁

感线。而回路中没有产生电流的三次实验中，导体要么静止。电路要么断开。以

及导体在磁场中运动时没有切断磁感线。

综上所述，磁生电的条件有两个。一、开关闭合，电路处于闭合状态。二、

导体在磁场中做切割磁感线运动。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象

叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。不知道同学们是否注意观察到,

在刚才的实验中。灵敏电流计的指针偏转方向是不同的。这说明闭合回路中产生

的感应电流方向也是不同的。那么回路中产生的感应电流方向与什么因素有关呢？

我们再来仔细观察一下。

当线圈向左运动时，灵敏电流计指针向左偏转，表明电路中产生了电流；当

线圈向右运动时，灵敏电流计指针向右偏转，表明产生了另一方向的电流。如果

保持线圈的运动方向不变，继续向右运动。但改变磁场的方向。我们发现灵敏电

流计的指针偏转方向再一次发生改变，这表明电路中的电流方向又发生了变化。

我们把实验的现象记录在表格中。同学们仔细分析表格中的现象。你是否能

得出影响感应电流方向的因素有哪些呢？

从表格中我们不难发现。当磁场方向不变。导体的运动方向发生改变时。感

应电流的方向会发生变化。当导体的运动方向不变。磁场方向改变时。感应电流

的方向也会发生变化。综上所述，影响感应电流方向的因素有两个。一、导体运

动的方向C一、磁场的方向C如果导体在磁场中左右往复运动，灵敏电流的指针

会来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。我国的电网就是用，频率为

50赫兹的交流电供电。

三、电磁感应原理

闭合电路中的一部分导

体在磁场中做切割磁感线运

动时，导体中就产生电流。

这种由于导体在磁场中运动

而产生电流的现象叫做电磁

感应现象，产生的电流叫做

感应电流。

感应电流的方向与导体

运动方向和磁场方向都有关。

科学研究证明：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导

体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应现

象，产生的电流叫做感应电流。感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向都

有关。人们把这一规律称之为电磁感应原理。

电磁感应原理在生活中的应用非常广泛，除了我们熟知的发电机以外还有电

磁炉、变压器、发光轮滑、手摇式电筒等等。而发电机对人类的生产、生活都有

着深远的影响。下面我们来简单了解一下发电机的结构。

四、发电机的结构和工作原理

磁体（定子）1发图（转子）

铜环电刷机械能一电能

之前演示的小型装置其实就是一个小型的发电机，发电机主要由定子和转子

两部分组成，定子就是发电机工作时固定不动的部分（如磁体部分）；而转子就

是发电机工作时转动的部分（如线圈）。为了把线圈中产生的感应电流输送给用

电器，还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。当线圈在磁场中转动时，灯

泡会发光，这表明发电机在工作时会将线圈运动的机械能转化为电能。

而实际的发电机要豆杂得多，但仍然是由转子和定子两部分组成。大型发电

机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁体旋转的方式来发电,

为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。

要想让大型发电机的转子转动可不是一件容易的事，例如水力发电、风力发

电、火力发电以及核能发电等。都是靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动,

把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。

同学们，今天的新课我们就上到这里，下面我们起来检验一下大家的学习成果

【课堂练习】

例题M831年，英国物理学家首先发现了电磁感应现象，

发电机就是根据这一原理而设计制造的，发电机的诞生实现了能向

能的转化，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。

例题2、下列有关电与磁说法中正确的是（)

A.只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流

B.电动机是利用电磁感应现象制成的

C.电磁感应现象是电能转化为机械能的过程

D.产生感应电流的电路必须是闭合的

【课堂小结】

々川r①电路闭合

1、条件:一