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1、第5节 磁生电电电磁磁历史回顾历史回顾奥斯特实验奥斯特实验 英国科学家法拉第英国科学家法拉第经过经过10年的研究，在年的研究，在1831年年发现了磁生电的条件和规律，发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流实现了他利用磁场获得电流的愿望。的愿望。法拉第发现法拉第发现了了磁生电磁生电，导致，导致了电能的大规模生产和利用，了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元开辟了电气化的新纪元法拉第的故事实验探究实验探究提出问题提出问题1. 1.什么情况下磁能生电什么情况下磁能生电什么情况下磁能生电什么情况下磁能生电 ？猜想猜想G_+2.要使磁生电须哪些器材？要使磁生电须哪些器材？实验室里什么
2、器材有磁场？实验室里什么器材有磁场？要方便测出电流用什么器材要方便测出电流用什么器材？要把电流表接入电路要哪些器材？要把电流表接入电路要哪些器材？提出问题提出问题猜想猜想实验探究实验探究实验探究实验探究G_+设计表格设计表格次次次次数数数数实实实实 验验验验 条条条条 件件件件 指针指针指针指针摆动摆动摆动摆动情况情况情况情况G_+G _+G _+G _+G _+实验电路图实验电路图实验电路图实验电路图1开关断开，电路断路，开关断开，电路断路，线圈向各个方向运动线圈向各个方向运动不摆动不摆动不摆动不摆动2345开关闭合，电路通路，开关闭合，电路通路，线圈保持静止。线圈保持静止。不摆动不摆动不摆
3、动不摆动开关闭合，电路通路，开关闭合，电路通路，线圈在磁场中做上下运动。线圈在磁场中做上下运动。不摆动不摆动不摆动不摆动开关闭合，电路通路，开关闭合，电路通路，线圈在磁场中做左右运动。线圈在磁场中做左右运动。摆摆摆摆 动动动动开关闭合，电路通路，线圈在磁开关闭合，电路通路，线圈在磁场中做左右斜向运动。场中做左右斜向运动。摆摆摆摆 动动动动提出问题提出问题猜想、设计猜想、设计实验探究实验探究实验探究实验探究分析论证分析论证 实验结果分析：实验结果分析：闭合闭合电路的一部电路的一部分导体在磁场中分导体在磁场中做做切割切割磁感线磁感线运运动时，就有感应动时，就有感应电流产生。电流产生。 实验探究实验
4、探究电磁感应电磁感应现象现象闭闭合合电电路路的的一一部部分分导导体体在在磁磁场场中中做做切切割割感感线线运运动动时时，导导体体中中就就产产生生电电流流，这这种种现现象象叫叫电电磁磁感感应应，产生的电流叫做感应电流。产生的电流叫做感应电流。实验结论实验结论电路电路闭合闭合1部分导体做部分导体做切割切割磁感线运动磁感线运动2电磁感应条件电磁感应条件NSNSSNNS垂直垂直屏幕屏幕向外运动向外运动1 1、下面的四个图中哪些不会产生感、下面的四个图中哪些不会产生感应电流（应电流（ ）（图（图中小圆表示闭合导体的一部分）中小圆表示闭合导体的一部分）ABCDB、D其他的结论其他的结论感应电流的方向与什么因
5、素有关呢？感应电流的方向与什么因素有关呢？结论：电路中电路中感应电流的方向感应电流的方向与导体切割磁感线的与导体切割磁感线的运动方运动方向向和和磁场的方向磁场的方向有关。有关。思考：除了刚才的探究实验外，你还能设计出其他“磁生电”的实验吗？科拉顿科拉顿“跑失良机跑失良机” 请帮科拉顿分析失败的原因，并为其改善实验方案。请帮科拉顿分析失败的原因，并为其改善实验方案。 法拉第继续做了大量的实验和进一步的研究。终于实现了转磁为电的理想，发明了发电机，变压器等设备，使人类从蒸汽时代进入电气时代。湛江火电厂湛江火电厂宁波市镇海火电厂宁波市镇海火电厂秦山核电站秦山核电站大亚湾核电站三峡水电站火电厂中的汽轮
6、机组火电厂中的汽轮机组发电机组发电机组发电机1.交流发电机的交流发电机的工作原理：工作原理：电磁感应现象。电磁感应现象。2.2.交流发电机基本结构交流发电机基本结构构造：构造：定子定子永磁铁；转子永磁铁；转子线圈线圈用铜环和电刷把线圈用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。和用电器连接起来。实际使用的交流发电机（旋转磁场式实际使用的交流发电机（旋转磁场式）（1）组成：）组成：定子定子线圈；转子线圈；转子电磁铁电磁铁原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难；使用电磁铁可得到强磁场困难；使用电磁铁可得到强磁场（2）动力机：水轮机、汽轮机（核电站）动力机：水轮机、汽轮
7、机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等550MW大型发电机组转子吊装3.交流电：交流电：周期性改变方向和大小的电流（周期性改变方向和大小的电流（AC）。）。直流电：直流电：电流方向不变的电流（电流方向不变的电流（DC）。4.周期周期:完成一个周期性变化所用的完成一个周期性变化所用的时间。符号时间。符号: T 单位单位:秒秒 (s) 频率频率:交流在交流在1s内完成周期性变化内完成周期性变化的次数。符号的次数。符号: f 单位单位:赫兹赫兹(Hz) T=1/f f=1/T5.问：生活用电的周期、频率、每秒方向问：生活用电的周期、频率、每秒方向改变次数改变
8、次数我国交流电周期是我国交流电周期是0.02秒秒，频率为，频率为50赫兹赫兹，每秒电流方向改变，每秒电流方向改变100次次1)交流发电机的工作原理：交流发电机的工作原理：电磁感应现象。电磁感应现象。2)交流电：交流电：周期性改变方向和大小的电流。周期性改变方向和大小的电流。直流电：直流电：电流方向不变的电流电流方向不变的电流。线圈转动线圈转动一圈一圈，电流方向改变，电流方向改变2次次ab和和cd不断做不断做切割磁感线切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外
9、部电路就有了电路就有了方向不断改变方向不断改变的感应电流的感应电流abdcAB发电机与电动机发电机与电动机的比的比较较1、发电机、发电机的的构构造原造原则则上和上和电动机电动机是是完全相同的完全相同的2、电动机电动机是是消耗消耗电能电能而而输输出出机机械能械能;发电机发电机是是消耗消耗机械能机械能而而输输出出电电能能3 3、电动机：电动机：利用利用通电线圈在磁场里转动通电线圈在磁场里转动的原理。的原理。 发电机发电机: :利用利用电电磁感磁感应应原理原理可分可分为为交流交流发电机发电机和直流和直流发电机两类发电机两类。 扬声器是怎样发声的扬声器是怎样发声的（1）外形）外形（2）内部结构）内部结
10、构某一瞬某一瞬间电流间电流方向方向线圈线圈永久永久磁体磁体锥形纸盆锥形纸盆（3）工作实质）工作实质扬声器是把扬声器是把电信号电信号转换成转换成声信号声信号的一的一种装置。种装置。当线圈中有电流时，线圈受到磁铁的当线圈中有电流时，线圈受到磁铁的吸引或排斥向左或右运动。由于通过线圈吸引或排斥向左或右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。振动，于是扬声器就发出了声音。 2.2.感应电流的方向与感应电流的方向与_和和_有关。有关。导体运动方向磁感线方
11、向3.3.在电磁感应现象中，导体切割磁感在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了线运动时，产生了_。由此可见，在电磁感应现象中，由此可见，在电磁感应现象中，_能转化为能转化为_能。能。感应电流电机械能 4.请判断:(1)、导体在磁场中运动一定会产生感应电流（ ）(2)、导体在磁场中做切割运动一定会产生感应电流（ ）(3)、闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动一定会产生感应电流（ ）1.周期性改变周期性改变_的电流叫交流电，的电流叫交流电，_不变的电流叫直流电，干电池提不变的电流叫直流电，干电池提供的是供的是 电。电。 2.我国的交流发电机的转子每秒转我国的交流发电机的转子每秒转_周，
12、即交流电的变化频率是周，即交流电的变化频率是_赫，因此交流电的方向每秒要改变赫，因此交流电的方向每秒要改变_次。次。 方向方向方向方向直流直流50501003.发电机的主要构造分成发电机的主要构造分成_和和_两部分，大型发电机的线圈两部分，大型发电机的线圈作作_，电磁铁作，电磁铁作_。实用。实用发电机的转子由水轮机、发电机的转子由水轮机、_等带动旋转等带动旋转。定子定子转子转子定子定子转子转子汽轮机汽轮机4.交流发电机制造的原理是（交流发电机制造的原理是（）A电流的磁效应电流的磁效应B电流的磁现象电流的磁现象C电磁感应现象电磁感应现象D电磁铁原理电磁铁原理5.我国使用的交流电的频率为我国使用的交流电的频率为50赫兹，在赫兹，在10秒内电流方向改变了（秒内电流方向改变了（）A、500次次B、50次次C、100次次D、1000次次CD6.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（ ）A、交流电和直流电交流电和直流电 B交流电和交流电交流电和交流电C直流电和交流电直流电和交流电 D直流电和直流电直流电和直流电7.此装置是什么机器？工作原理是什么？工此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？作时能量的转化情况怎样？B发电机发电机电磁感应原理电磁感应原理机械能转化为电能机械能转化为电能
