18.2 科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流 課件 初中物理滬科版九年級(jí)全一冊（2022~2023學(xué)年）

第十八章電能從哪里來滬科版初中物理九年級(jí)全一冊第2節(jié)科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的規(guī)律,進(jìn)一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系。使人類大規(guī)模用電成為可能。1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特用實(shí)驗(yàn)證實(shí)通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場。第一次揭示了電和磁之間聯(lián)系。奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后，許多科學(xué)家都在思索：既然電流能產(chǎn)生磁，那么磁能否產(chǎn)生電呢？法拉第（MichaelFaraday，1791—1867），英國物理學(xué)家、化學(xué)家。在1821—1831年間，法拉第進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，發(fā)明了發(fā)電機(jī)，開辟了電氣化的時(shí)代。觀察發(fā)電機(jī)模型發(fā)電磁體線圈發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小燈泡發(fā)光，靈敏電流計(jì)的指針才擺動(dòng)。說明：發(fā)電機(jī)發(fā)出了電。發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電呢？提出問題：發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電呢？猜想與假設(shè)：發(fā)電機(jī)的線圈只有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才有電流,可能與線圈在磁場中的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如何選擇實(shí)驗(yàn)器材？

蹄形磁鐵導(dǎo)體開關(guān)靈敏電流計(jì)導(dǎo)線觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換法：如何證明電流的存在？

組裝器材將一根導(dǎo)體的兩端用細(xì)導(dǎo)線懸掛起來，并與靈敏電流計(jì)、開關(guān)串聯(lián)組成閉合電路。將導(dǎo)體放在U形磁體的磁場中。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①斷開開關(guān)，讓導(dǎo)體在磁場中上下左右運(yùn)動(dòng)，觀察靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況；②閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體靜止，觀察靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況；③閉合開關(guān)讓導(dǎo)體分別做上下運(yùn)動(dòng)、左右運(yùn)動(dòng)、觀察靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)體ＡＢ在磁場中運(yùn)動(dòng)情況電流電路閉合靜止沿磁場方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線）切割磁感線運(yùn)動(dòng)電路斷開切割磁感線運(yùn)動(dòng)沒有沒有有沒有結(jié)論：①閉合電路的一部分導(dǎo)體②在磁場中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。實(shí)驗(yàn)視頻電流的方向與磁場方向和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)結(jié)論:怎樣改變電流的方向？通過觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)方向知道電流方向①如果導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向不垂直，導(dǎo)體中能產(chǎn)生電流嗎？答：能。只要是閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。交流與合作②如果導(dǎo)體不動(dòng)，移動(dòng)蹄形磁體，導(dǎo)體中能產(chǎn)生電流嗎？答：能。導(dǎo)體不動(dòng)，移動(dòng)蹄形磁體，導(dǎo)體同樣能做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流。③在上述實(shí)驗(yàn)過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？答：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?；靖拍睿?）電磁感應(yīng):閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是一種電磁感應(yīng).（2）感應(yīng)電流：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流?？茖W(xué)研究證明：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與磁場的方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向都有關(guān)系。（2）電路必須是閉合的，如果電路不閉合，即使是一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，只是在切割磁感線的導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓.重點(diǎn)說明：（1）必須是一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如果閉合電路的全部在同一磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。動(dòng)圈式話筒、變壓器、發(fā)電機(jī)都是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制成的。法拉第(M.Faraday，1791-1867)是英國科學(xué)家。他原是書店的一名學(xué)徒，從小熱愛科學(xué)，發(fā)奮自學(xué)，終成科學(xué)巨匠。他經(jīng)過10年的不懈探索，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第信息窗發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器發(fā)電機(jī)原理發(fā)電機(jī)可分為：交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩類。發(fā)電機(jī)原理交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流是交變電流，簡稱交流電。在交變電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率50赫茲。AB邊和CD邊與磁感線平行,不切割磁感線AB邊向上，CD邊向下，都切割磁感線AB邊和CD邊與磁感線平行，不切割磁感線AB邊向下，CD邊向上，都切割磁感線發(fā)電機(jī)原理從圖中可見：AB和CD不斷做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由于磁感線方向是不變的，而AB和CD的運(yùn)動(dòng)方向總是相反，并且不斷改變，于是線圈和外部電路就有了方向不斷改變的感應(yīng)電流.

視頻交流討論①.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,何時(shí)不切割磁感線?此時(shí)線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?答:線圈平面與磁感線垂直時(shí),不能.②.線圈在什么位置時(shí)切割磁感線？答:轉(zhuǎn)過平衡位置當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí),線圈兩邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng),閉合回路中就產(chǎn)生了電流。發(fā)電機(jī)的構(gòu)造發(fā)電機(jī)實(shí)際上，交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)要比原理圖所示的基本結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，不過主要還是由轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）不動(dòng)部分（定子）和其他部件組成。在大型發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子實(shí)際上是產(chǎn)生磁場的電磁鐵，而產(chǎn)生感應(yīng)電流的線圈卻是不動(dòng)的（定子），這種結(jié)構(gòu)便于產(chǎn)生高電壓和強(qiáng)電流。電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)原理通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理圖能量的轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能線圈轉(zhuǎn)動(dòng)原因通電線圈受力轉(zhuǎn)動(dòng)在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)線圈中電流來源由電源提供線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流電路中作用用電器電源發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的區(qū)別C1.如圖所示，在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是（）A．保持導(dǎo)體棒靜止，靈敏電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn)B．讓導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)指針一定會(huì)偏轉(zhuǎn)C．讓導(dǎo)體棒在磁場中左右運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)指針一定會(huì)偏轉(zhuǎn)D．將導(dǎo)線與靈敏電流計(jì)“+”接線柱斷開，讓導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)指針會(huì)偏轉(zhuǎn)2.如圖所示是探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實(shí)驗(yàn)情景（圖中箭頭表示導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向）。下列說法正確的是（）A．比較圖甲和圖丙，說明感應(yīng)電流方向與磁場方向無關(guān) B．比較圖乙和圖丙，說明感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān) C．由圖丁可得出結(jié)論：感應(yīng)電流有無與導(dǎo)體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān) D．若導(dǎo)體ab用超導(dǎo)材料制成則實(shí)驗(yàn)中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B3.如圖所示，對(duì)下列圖中現(xiàn)象解釋不正確的是（）ABCDA.如圖是利用安培定則判斷通電螺線管的極性B.如圖是發(fā)電機(jī)原理裝置圖C.如圖是電動(dòng)機(jī)原理裝置圖D.如圖中動(dòng)圈式話筒是根據(jù)電流磁效應(yīng)原理工作的D4.如圖所示，是小安同學(xué)自制的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。他把帶絕緣層的導(dǎo)線繞在塑料管外，導(dǎo)線兩端連接著小燈泡，形成閉合電路，管內(nèi)封閉一個(gè)強(qiáng)磁體。沿圖中所示方向來回快速搖動(dòng)裝置，小燈泡發(fā)光。以下說法正確的是（）A．燈絲中電流方向保持不變B．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明電能夠生磁C．該現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象D．此裝置與電動(dòng)機(jī)原理相同C5.

如圖所示是電磁實(shí)驗(yàn)，正確的是(

)A.圖甲研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系B.圖乙研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.圖丙研究磁場對(duì)電流作用D.圖丁