电磁感应练习课件-科学浙教版八年级下册

第3章

电磁及其应用第4节

电磁感应八下科学

ZJ

自从奥斯特发现了“电”能生“磁”后，许多科学家开始探索磁能否产生电。英国物理学家法拉第经过了长达10年的艰辛探索，终于在1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。1.教材第120页探究实践：利用磁场产生电流的条件【提出问题】如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？【设计实验】

将线圈的一侧放入蹄形磁体的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表（实验中产生的电流较小，普通电流表检测不出来）串联成一个闭合回路，如图所示。其中蹄形磁体提供磁场，开关用来控制电路的通断，灵敏电流表用来检测电路中是否有电流并显示电流的方向。（灵敏电流表的零刻度线在中间，指针可左右偏转以显示不同方向的电流）【实验过程及分析】实验操作实验现象实验分析线圈的一侧在磁场中静止闭合开关灵敏电流表指针不偏转当线圈的一侧在磁场中静止时，不产生感应电流换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关灵敏电流表指针不偏转换用匝数更多的线圈，闭合开关灵敏电流表指针不偏转实验操作实验现象实验分析线圈的一侧在磁场中运动闭合开关后，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左运动和向右运动灵敏电流表指针偏转，且导线向左和向右运动时,指针偏转方向不同当线圈的一侧在磁场中做水平向左、向右运动或做斜向上、斜向下运动实验操作实验现象实验分析线圈的一侧在磁场中运动闭合开关后，让导线在磁场中做垂直（即平行于磁场方向）向上运动和向下运动灵敏电流表指针不偏转时，产生感应电流；当导线在磁场中做垂直（平行于磁场方向）向上、向下运动时，不产生感应电流闭合开关后，让导线在磁场中做斜向上运动和斜向下运动灵敏电流表指针偏转实验操作实验现象实验分析线圈静止而磁体运动闭合开关后，让磁体做水平向左运动和向右运动灵敏电流表指针偏转，且磁体向左和向右运动时，指针偏转方向不同当磁体做水平向左、向右运动或做斜向上、斜向下运动时，产生感应电实验操作实验现象实验分析线圈静止而磁体运动闭合开关后，让磁体做垂直向上运动和向下运动灵敏电流表指针不偏转流；当磁体做垂直向上、向下运动时，不产生感应电流闭合开关后，让磁体做斜向上运动和斜向下运动灵敏电流表指针偏转【实验结论】不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。2.电磁感应现象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，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫感应电流。3.产生感应电流的条件（1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。（2）导体做切割磁感线运动。①如果把磁感线比作甘蔗，把导体比作刀，要使一根甘蔗分成几节，必须让刀与甘蔗成一定角度，垂直或斜着都可以，若刀沿平行于甘蔗的方向运动，则无法把甘蔗分节；②由运动的相对性可知，如果导体静止，让磁体运动，也能达到切割磁感线的效果，也能产生感应电流。

教材第122页（1）利用上述实验装置继续实验，保证导线在垂直磁感线方向上做切割磁感线运动，分别慢速与快速切割磁感线，观察灵敏电流表指针的偏转情况，来研究感应电流大小与导体切割磁感线的速度的关系。（2）利用上述实验装置继续实验，记录垂直切割磁感线时灵敏电流表指针的偏转情况，然后换用磁性明显比原磁体强的磁体，保证导线以同样速度垂直切割磁感线，观察灵敏电流表指针的偏转情况，以此来研究感应电流大小与磁场强弱之间的关系。（实验过程中注意控制变量法的应用）4.影响感应电流方向的因素感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。（类比通电导线在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向的关系）

5.影响感应电流大小的因素（含教材第122页问题讨论答案）（1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大；（2）磁场越强，感应电流越大；（3）切割磁感线的线圈匝数越多，感应电流越大；（4）导体切割磁感线的有效长度越长，感应电流越大。6.能量转化电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。典例1

(杭州期中)为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了如图所示的实验装置。（1）将细线悬挂的导体放入蹄形磁体的磁场中，闭合开关，电流计指针不偏转；让导体左右运动，电流计指针____偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针______偏转。（均选填“会”或“不会”）会不会（2）将细线悬挂的导体放入蹄形磁体的磁场中，闭合开关，让导体在蹄形磁体的磁场中竖直上下运动，电流计指针______偏转；让导体在蹄形磁体的磁场中斜向上或斜向下运动，电流计指针____偏转。（均选填“会”或“不会”）不会会

闭合

切割磁感线（4）在这个实验中______能转化为电能。机械解析：（1）仅闭合开关，不切割磁感线，电流计指针不偏转；导体左右运动，切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会偏转；断开开关，虽然导体切割磁感线，但由于电路不是通路，电路中没有电流，电流计指针不会偏转。（2）导体竖直上下运动，不切割磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会偏转；让导体斜向上或斜向下运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会偏转。（3）由（1）（2）可知，导体在磁场中运动产生电流的条件：①导体必须是闭合电路的一部分;②导体必须做切割磁感线运动。（4）电磁感应中的能量转化是机械能转化为电能。1.教材第123页探索活动：手摇发电机

把手摇发电机与电流表连接起来，如图所示。转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针左右摆动，说明发电机产生的电流方向是变化的。

3.交流发电机（1）工作原理发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种把机械能转化为电能的装置。（2）基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。（3）工作过程工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况____________________________

边向上切割磁感线，

边向下切割磁感线切割磁感线产生感应电流。

边产生的感应电

边只和铜环2接触，

边只和铜环1接触。甲工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况____________________________

边向上切割磁感线，

边向下切割磁感线流由

到，

边产生的感应电流由

到

故在外电路中电流是由3经电流表流向4的甲工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况________________________

边水平向左运动，

边水平向右运动，边和

边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线线圈中不产生感应电流不输出电流乙工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况_____________________________

边向下切割磁感线，

边向上切割磁感线切割磁感线产生感应电流。但电流方向与甲中相反。

边只和铜环2接触，

边只和铜环1接触。故丙工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况_____________________________

边向下切割磁感线，

边向上切割磁感线边产生的感应电流由到,

边产生的感应电流由到

在外电路中电流是由4经电流表流向3的丙工作过程切割磁感线情况产生感应电流情况电流的输出情况______________________

边水平向右运动，

边水平向左运动。边和

边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线线圈中不产生感应电流不输出电流丁

在外力作用下，线圈在磁场中转动一周，切割磁感线的方向改变两次，感应电流的方向随之改变两次，从而产生方向呈周期性变化的交流电。辨析比较交流发电机与直流发电机的异同相同点不同点交流发电机线圈中产生的电流都是交流电外电路中使用的是两个铜质圆环，外电路中的电流是交流电直流发电机外电路中使用的是两个铜质半环（相当于换向器），外电路中的电流是直流电4.大型交流发电机的结构实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。

教材第125页（1）家庭用电是由交流发电机发出的，电流的方向发生周期性变化，是交流电。电池提供的电流，其方向不随时间而改变，是直流电。（2）由于交流电可以使用变压器以高电压、低电流的方式输电，可以大大降低输电线上的电能损失，从而实现远距离输电。使用