九年級科學(xué)上冊《電能的獲得和轉(zhuǎn)化》教學(xué)案華師大版

1、電能的獲得和轉(zhuǎn)換【知識的整理】一、電磁感應(yīng)1 .定義：閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場中進(jìn)行切斷磁感應(yīng)線的運動時，在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2 .感應(yīng)電流(1)定義：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流。(2)產(chǎn)生的條件：有磁場，閉合電路，有一部分導(dǎo)體，做切斷磁感應(yīng)線的運動。(3)導(dǎo)體中的感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運動方向和磁感應(yīng)線的方向有關(guān)。 如果改變其中一個量的方向，電流的方向就會改變。如果兩個量的方向同時改變，電流的方向就不會改變。3 .感應(yīng)電壓：電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電壓。注意：有感應(yīng)電壓的情況下不一定有感應(yīng)電壓。 有感應(yīng)電壓的時候一定有感應(yīng)電壓。4、應(yīng)用：交流發(fā)電機(jī)。(1)結(jié)構(gòu)：線圈、磁極、銅環(huán)、

2、電刷。(2)工作原理：電磁感應(yīng)。(3)能量轉(zhuǎn)換：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。(4)工作過程：在外力的作用下，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，切斷磁感應(yīng)線的方向改變兩次，電流的方向也改變兩次，產(chǎn)生電流方向周期性變化的交流。注意：包括交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)在內(nèi)的電路線圈中產(chǎn)生交流電力。 交流發(fā)電機(jī)通過銅環(huán)向外部輸出交流電力。 直流發(fā)電機(jī)通過整流子向外部輸出直流電力。(5)大型交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。 一般使用線圈的不動磁極旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)稱為旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)。二、交流和直流1 .交流：電流方向周期性變化的電流。 我國的家庭電路使用交流電。 電壓為220V，周期為0.02S，頻率為50Hz，電流方向在ls內(nèi)變化了1

3、00次。2 .直流電力電流方向不變的電流。三、磁場對電流的作用1 .通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。 通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。 如果更改其中一個量的方向，受力的方向?qū)⒏淖?。如果兩個量的方向同時改變，受力連接的方向?qū)⒈３植蛔儭? .導(dǎo)體受到的電流方向和磁場方向、電流方向的關(guān)系用左手定律表示。 伸出左手，使磁感應(yīng)線從手掌通過人，使伸出的四指的方向與導(dǎo)體的電流方向一致的話，垂直于四指的大拇指的方向就是導(dǎo)體受到的電流方向。3 .應(yīng)用：直流電動機(jī)。(1)結(jié)構(gòu)：線圈(轉(zhuǎn)子)、磁鐵(定子)、整流子、電刷。(2)工作原理：通電導(dǎo)體在磁場中受力旋轉(zhuǎn)。(3)能量轉(zhuǎn)換：將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。(

4、4)平衡位置：線圈位于平衡位置(線圈面垂直于磁感應(yīng)線)時，平衡力發(fā)揮作用。(5)換向器的作用：線圈旋轉(zhuǎn)到平衡位置時，電流方向因換向器而改變，線圈的受力方向改變，保證線圈繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。注意點直流電機(jī)的線圈在平衡位置沒有電流通過。四、電流的熱效應(yīng)1 .當(dāng)導(dǎo)體中流過電流時，導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象稱為電流熱效應(yīng)。 這是把電能轉(zhuǎn)換成內(nèi)部能量的過程。2 .焦耳定律：由導(dǎo)體通電產(chǎn)生的熱q與流經(jīng)導(dǎo)體的電流I的平方、導(dǎo)體的電阻r和通電時間t成比例，即，應(yīng)用于所有電路。五、電流的化學(xué)效應(yīng)蓄電池的充電反應(yīng)和放電反應(yīng)是可逆的。 鉛蓄電池放電時的正極板，負(fù)極板為Pb，電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極。【典型例題】試驗馬達(dá)的工作原理例1

5、(2013鐵嶺)下面4幅圖中，能說明電動機(jī)工作原理的是()abcd試驗點2磁場對通電導(dǎo)線的作用例2 (2013南寧)現(xiàn)在，卡機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于銀行和超市。人們在卡機(jī)的指定位置刷帶磁條的信用卡，卡機(jī)的檢測頭就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能夠讀取磁條上的信息abcd試點三探電磁感應(yīng)現(xiàn)象在利用例3 (2013錦州)磁場產(chǎn)生電流的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置(1)實驗中，通過觀察來判斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)關(guān)閉開關(guān)后，為了在電路中形成感應(yīng)電流，銅棒ab應(yīng)該做_運動(選擇“上下”或“左右”)，這是(3)要改變電流校正指針的偏轉(zhuǎn)方向，請選擇：【探索自然】在“探索感應(yīng)電流的產(chǎn)生”實驗中，小穎先生的4次實驗情況分

6、別如圖所示(1)某學(xué)生說：“閉合回路中的導(dǎo)體的一部分在磁場中運動會產(chǎn)生感應(yīng)電流。” 你覺得他的說法對嗎？ “圖”可以支持你的結(jié)論。(2)為了探索感應(yīng)電流的方向、磁場方向和導(dǎo)體運動方向的關(guān)系a .可以從圖甲和圖乙的實驗現(xiàn)象得出結(jié)論b .從圖乙和圖丁的實驗現(xiàn)象中可以得出結(jié)論：(3)從能量的角度分析的話，感應(yīng)電流的發(fā)生過程可以從_能量轉(zhuǎn)換為能量?！九５缎≡囼灐? .在圖所示的實驗裝置中，能夠說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()abcd2 .在制作簡易馬達(dá)的過程中，如何改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向()a .提高電源的電壓b .調(diào)換電源的正負(fù)極c .更換磁性更強(qiáng)的磁鐵d .同時改變電流方向和磁場方向3.(2013廣州)線圈a

7、 bcd旋轉(zhuǎn)中通過圖甲、乙位置時，導(dǎo)線ab受到的磁場力的方向()a .相反，因為磁場的方向反了b .相反，流過ab的電流的方向相反c .同樣，磁場的方向、ab中流動的電流的方向也發(fā)生了變化d .同樣，磁場的方向和流過ab的電流的方向都不變4 .電路上連接的電池()a .一定是電源b .一定是電器c .既不是電源也不是電氣設(shè)備d .可以是電源也可以是電氣設(shè)備關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，以下說法正確的是()a .電磁感應(yīng)現(xiàn)象中從機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換b .感應(yīng)電流的方向只與導(dǎo)體的運動方向有關(guān)c .電磁鐵是利用電磁感應(yīng)的原理制作的d .閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場中運動，一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流圖示是電氣重要的兩個實驗，

8、其中可以利用甲圖所示的實驗裝置的原理制作機(jī)器，利用乙圖所示的實驗裝置的原理制作機(jī)器。為了探究(2009汕頭)馬達(dá)為什么旋轉(zhuǎn)，小明根據(jù)馬達(dá)的主要結(jié)構(gòu)制作了簡易馬達(dá)(如圖)，他用夾子做了兩個托架，分別在電池的兩極用漆包線纏繞一個矩形線圈，以線圈的導(dǎo)線為軸(1)為了改變線圈的旋轉(zhuǎn)方向，小明可采取的措施是：只能寫兩點，不能寫兩點。(2)開關(guān)關(guān)閉后，如果電動機(jī)不旋轉(zhuǎn)，可能的原因是：只能寫兩點，不能寫兩點。(3)小明還想設(shè)定能夠調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的實驗裝置，但是他需要的主要器材是，在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖(電動機(jī)用符號m表示)【名人的過錯】1.(2013鹽城)如圖所示，將銅棒ab用棉紗懸掛在磁鐵的n、s極之間

9、，閉合開關(guān)，ab做切斷磁感應(yīng)線的運動時，可觀察到電流校正的針偏向。 利用這一現(xiàn)象查明的原理，可以制作的設(shè)備是()a .電動機(jī)b .發(fā)電機(jī)c .電磁繼電器d .電飯煲2.(2012桂林)如圖所示，在研究電流熱效應(yīng)的部分實驗電路中，甲阻線的電阻值小于乙阻線的電阻值A(chǔ).U甲=U乙，q甲=Q乙B.U甲 q乙C.U甲u乙，q甲 u乙、q甲q乙3.(2012南寧)如圖所示，a表示與紙面垂直的一個導(dǎo)體，是閉合回路的一部分。 磁場中向圖示方向移動時不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()abcd4.(2013雅安)學(xué)生們進(jìn)行實驗的裝置，如圖所示，閉合開關(guān)，首先水平強(qiáng)烈地向右移動導(dǎo)體ab，導(dǎo)體cd也開始移動。 以上實驗正確的是(

10、)a .實驗裝置中甲裝置運用的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象b .實驗裝置的甲裝置將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能c .實驗裝置中乙裝置的現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)d .水平用力將導(dǎo)體ab向左移動時，導(dǎo)體cd的運動方向不變(2013黃岡)電阻制動器是高速車輛的列車制動方式之一：列車需要減速或停車時，在停止向馬達(dá)供電的同時，將電阻連接到馬達(dá)上。 列車失去動力后，為了繼續(xù)(2013點心澤)如圖甲所示，猴子是搖晃千秋的游戲裝置，關(guān)上電鍵，猴子就會圍繞上橫梁往復(fù)振動。 其內(nèi)部電路的基本結(jié)構(gòu)如圖b所示(實現(xiàn)往復(fù)振動的電路圖中未示出)。(1)開關(guān)閉合后，電磁線圈上產(chǎn)生磁場，其上方為極點(2)動猴子，在以下的設(shè)定修訂和原理中，有錯誤

11、或不合理的a .應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)b .應(yīng)用了電磁感應(yīng)的原理c .應(yīng)用電動機(jī)原理的d .螺線管安裝在底盤內(nèi)，直線引線猴子座位里科學(xué)研究需要“大膽推測，慎重尋求證據(jù)”，其次是“感應(yīng)電流的大小與這些因素有關(guān)嗎？ ”. 尋求推測和證據(jù)。推測1 :可能與導(dǎo)線切斷磁感應(yīng)線的速度有關(guān)。推測2 :可能與導(dǎo)線切斷磁感應(yīng)線的方向有關(guān)。設(shè)想3 :可能與切斷磁感應(yīng)線的導(dǎo)線根數(shù)有關(guān)。為了驗證以上的推測，有的學(xué)生相繼在圖甲和圖乙的裝置上進(jìn)行了實驗。 你認(rèn)為他的實驗是為了驗證上述的推測嗎？ 上面是什么意思？為了使用圖甲的裝置驗證推測1，在進(jìn)行核對實驗時，其操作上的差異是：【華山論劍】1.(2011無錫)回顧如圖所示的“在

12、什么情況下磁能發(fā)電”的探究過程，你認(rèn)為以下說法是正確的()。a .使導(dǎo)線在磁場中靜止，蹄磁鐵的磁力越強(qiáng)，電流校正指針的偏向角度越大b .用匝數(shù)多的線圈代替1根導(dǎo)線，使線圈在磁場中靜止時，電流校正指針的偏向角度大c .滑靴磁鐵不動，水平移動導(dǎo)線時，電流校正指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)d .履帶磁鐵不動，垂直方向移動導(dǎo)線時，電流修正指針會偏向圖為同學(xué)們安裝的直流電動機(jī)的模型(1)在安裝某直流電動機(jī)的模型活動中，金桓和劉永分別將安裝的電動機(jī)與電路連接，即使關(guān)閉開關(guān)線圈也不旋轉(zhuǎn)。 金桓先生用手輕輕彎曲刷子(銅片)，使線圈旋轉(zhuǎn)的話，他的線圈就不旋轉(zhuǎn)的原因是，如果原來的磁鐵粘上磁鐵，線圈就不旋轉(zhuǎn)了(2)線圈正常旋轉(zhuǎn)后，更換電源的兩極時，可觀察到線圈旋轉(zhuǎn)的發(fā)生變化。 觀察到改變線圈中流動的電流的大小時，線圈旋轉(zhuǎn)，電流發(fā)生變化。(3)很多家電產(chǎn)品被用于馬達(dá)。 配備馬達(dá)的家電產(chǎn)品的名稱是：3.(1)圖是電學(xué)上重要的兩個實驗，其中甲圖裝置是研究的裝置(2)圖