初中物理苏科版九年级全册电磁感应 发电机优秀教案设计

5 电磁感应 发电机

[学习目标]

1.   认识电磁感应现象
2.   知道产生感应电流的条件。
3.   通过探究了解感应电流的方向跟磁场方向和哪些因素有关。

一、电磁感应现象

1．电磁感应：_____电路里的________导体在磁场中做__________运动时，导体中就产生电流，这种现象叫________现象，产生的电流叫感应电流。这种现象由英国物理学家_____通过实验发现。

2．导体中感应电流的方向跟导体____________和________有关。在电磁感应现象中，________转化成____。

二、发电机

1．发电机由____和____构成，实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用线圈不动，磁体旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。

2．没有使用________的发电机，产生的电流，它的方向会周期性变化，这种电流叫交变电流，简称交流电。它每秒钟________叫频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国的交流电频率是____。

3．使用了换向器的发电机，产生的电流，它的方向____，这种电流叫直流电。(实质上和直流电动机的构造完全一样，只是直流发电机是____，而直流电动机是____)。

一、知道电磁感应及应用

1．产生感应电流的条件：

①　闭合电路；

②　导体在磁场中做切割磁感线运动(正切、斜切都可以)；

③　切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分，三者缺一不可。

2．能量的转化：机械能转化为电能；

3．感应电流的方向决定因素：导体切割磁感线的方向和磁感线的方向；

4．增大感应电流的方法：一是增加磁场的磁性，二是加快运动的速度；

5．生活中的应用实例：发电机、动圈式话筒等。

 注意：①区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。②我国交流电的频率为50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次．

二、对电磁现象的认识

1．首先要明确电磁三现象是指：电流的磁效应、磁生电、磁场对电流的作用；

2．归类明确电磁三现象在生活中的应用：A.电流的磁效应；电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等；B.电磁感应：发电机、动圈式话筒；C.磁场对电流的作用：电动机、扬声器；

3．审题解题干中所涉及的是关于哪一种电磁现象的原理，然后对号入座辨别。

注意：①电流的磁效应和磁场对电流的作用的区别是磁场的数目不同，分别是一个和两个；②电磁感应和磁场对电流的作用的区别是电路中有无电源或电流表。

三、探究电磁感应现象的条件

1．实验装置：如图。

2．设计与进行实验

①　实验中用到的物理方法

1)转换法：一、通过观察灵敏计指针是否偏转判断电路中是否产生感应电流；二、通过观察灵敏计指针偏转方向，判断感应电流的方向。

2)控制变量法：一、探究感应电流方向与导体运动方向关系时，控制磁场方向不变，改变导体的运动方向；二、探究感应电流方向与磁场方向关系时，控制导体运动方向不变，改变磁场方向；三、探究感应大小与导体运动速度关系时，控制磁场和导体运动方向不变，改变导体运动速度。

②　使灵敏电流计指针偏转更明显的方法：换灵敏度更高的电流计、换磁性更强的磁体、加快导体切割磁感线的速度等。

③　实验中将灵敏电流计换成电源，可探究导体在磁场中受到力的作用。

3．实验结论

闭合电路的一部分在做切割磁感线运动时，会产生感应电流；感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关；感应电流的大小跟磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关，磁场越强，导体切割磁感线运动速度越快，感应电流越大。

知识点一：电磁现象认识

【探究重点】

1．首先要明确电磁三现象是指：电流的磁效应、磁生电、磁场对电流的作用；

2．归类明确电磁三现象在生活中的应用：A.电流的磁效应；电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等；B.电磁感应：发电机、动圈式话筒；C.磁场对电流的作用：电动机、扬声器；

3．审题解题干中所涉及的是关于哪一种电磁现象的原理，然后对号入座辨别。

【例题精讲】

1. （2022·四川遂宁）风能作为一种清洁新能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电已成为我国新能源战略的重要组成部分。下列选项中与风力发电机原理相同的是（　　）。

A. B. C. D.

【巩固训练】

2. （2022·江苏扬州）下列四幅图中，能说明微型电扇工作原理的是（　　）。

A.  B.

C.  D.

知识点二：电磁感应应用

【探究重点】

1．区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。

2．我国交流电的频率为50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次．

【例题精讲】

3. (2021·辽宁中考真题)如图所示的风能日行灯，可安装在多种车辆上，且免接线，无需电池。车辆行驶时，风车转动使LED发光。下列说法正确的是(  )。

A．此装置提供电能利用了电磁感应；B．风车转动将电能转化为机械能；

C．LED是由超导材料制成的；D．风车转动利用了磁场对电流的作用

【巩固训练】

4. (2021·四川攀枝花市)以下设备工作时利用电磁感应原理的(  )。

A．洗衣机    B．发电机    C．电热水器  D．电风扇

5. （2022·四川南充）电和磁的关系可以理解为“电生磁”或“磁生电”，下列几个装置都与这一关系有关，其中正确的说法是（　　）。

A. 图甲，当电磁继电器线圈通以额定电流时，接线柱AB接通；

B. 图乙，绕在铁钉上的线圈通电电流越大，能吸引的回形针数量越多；

C. 图丙，动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同；

D. 图丁，扬声器是利用电磁感应的原理工作的

知识点三：发电机与电动机区别

【探究重点】

1．电流的磁效应和磁场对电流的作用的区别是磁场的数目不同，分别是一个和两个；

2．电磁感应和磁场对电流的作用的区别是电路中有无电源或电流表。

【例题精讲】

6. （2022·山东临沂） 我市今年投入运营的第二批“沂蒙红”新能源公交车的动力装置是电动机。下列选项，能说明其工作原理的是（　　）。

A. B. C. D.

【巩固训练】

7. （2022·四川成都） 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，利用此原理，人们制造了（   ）。

A电磁铁 B电热器 C电动机 D发电机

知识点四：电磁感应现象实验

【探究重点】

导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。(当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。)产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的；②部分导体在磁场中做切割磁感线运动。两个条件缺一不可。

【例题精讲】

8. （2022·安徽省） 用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒ab处在坚直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　　）。

A. 导体棒ab保持静止 B. 导体棒ab向左运动

C. 导体棒ab竖直向下运动 D. 导体棒ab竖直向上运动

【巩固训练】

9. (2021·河北中考真题)图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是(  )。

A．奥斯特发现了电磁感应现象；

B．利用电磁感应现象制作了电动机；

C．导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生；

D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变

10. （2022·湖南衡阳）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：

（1）比较1、2（或1、3）实验想象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导体中就产生电流；

（2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是：___________；（选填字母）

A．使用磁性更强的磁体

B．保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向

C．上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向

（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是___________能转化为电能：

（4）如果将电流表换成___________，可以探究磁场对通电导体的作用。

1. 关于磁现象,下列说法正确的是(　　)

A.铜、铁、铝都是磁性材料      B.地磁场的S极在地理的北极附近

C.磁场是由磁感线组成的        D.导体在磁场中运动就会产生磁感应电流

2. 如图所示的四个装置,下列关于它们的说法错误的是(　　)

A.图a可用来演示电磁感应现象

B.图b可用来演示电流的磁效应

C.图c可用来演示电磁铁中磁性强弱与线圈匝数的关系

D.图d可用来演示发电机的工作原理

3. （2022·四川自贡） 在如图所示的实验装置中，能够用来研究产生感应电流的条件的是（　　）。

A.  B.

C.  D.

4. （2022·四川乐山）下列说法正确的是（   ）。

A图①电磁起重机通入的电流越小磁性越强；

B图②发电机的工作原理是电生磁；

C图③电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力；

D图④法拉第发现了电流具有磁效应

5. （2022·云南省）1831年，英国物理学家法拉第发现了___________现象，该发现进一步解释了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代。如图所示，通电螺线管右端为N极，可判定电源右端是___________极（选填“正”或“负”）。

6. (2020·广东广州市·九年级一模)如图所示，线圈位于磁场中，当K与1接通时，段导线中电流方向为__(选填“ “或“”)，段导线受磁场力的方向竖直向上，请在图中画出此时段导线受到的磁场力__；当K改为与2接通时，段导线受磁场力方向__。

7. （2022·四川内江）要改变通电导线在磁场中的受力方向，可以通过改变电流方向或改变______方向来实现；发电机的出现是人类历史上一次重大革命，发电机是利用______现象制成的。
8. (2021·湖北十堰市·中考真题)小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：

(1)实验时，小明通过观察 ______判断电路中是否有感应电流产生；

(2)闭合开关，若保持导体ab不动，要产生感应电流，小明正确的操作是 ______；

(3)利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了 ______。

9. （2022·河北）图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。

（1）实验时，小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流；

（2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是___________（选填所有符合要求的操作序号）；

（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：___________；

（4）利用“磁生电”工作的装置有___________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。

1. 关于图甲、乙所示的实验,下列说法正确的是(　　)

A.甲可以研究通电导体在磁场中的受力情况      B.甲的实验过程,其他形式能转化为电能

C.乙可以研究电磁感应现象                    D.乙的实验过程,其他形式能转化为电能

2. 图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示图甲中的导线ab(观察的视线沿导线由b往a看)，当它在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向己用箭头标出，下列说法正确的是(　　)
    

A．在位置1时，电路中不会产生感应电流

B．在位置2时，电路中不会产生感应电流

C．在位置3时，电路中不会产生感应电流

D．在位置4时，电路中不会产生感应电流

3. （2022·四川凉山）图中a表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动是，不能产生感应电流的情况是（）。

A B C D

4. （2022·江苏苏州） 图所示，在探究产生感应电流条件的实验中，把马蹄型磁铁竖直放置在水平桌面上。闭合开关，当导体AB___________（竖直/水平）运动时，回路中有感应电流；当磁铁沿平行于AB的方向运动时，回路中___________感应电流。

5. (2020·江苏盐城市·九年级其他模拟)动圈式话筒的工作原理如图所示，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起在磁铁的磁场里振动，产生电流(电信号)，它的工作原理是_____；扩音机的作用是增大声音的_____；声音_____(能或不能)在固体或在液体中传播。

6. (2021·湖北武汉市·中考真题)某同学用下图所示的装置研究电磁感应。

(1)如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中______(填“无”或“有”)感应电流；

(2)如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针______(填“不会”或“会”)偏转；

(3)利用电磁感应原理工作的装置有______(填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。

7. 小亮在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是___________（选填“甲”或“乙”）乙的工作原理是___________，生活中应用这一原理工作的还有___________（选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”），如果要使甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是___________。

8. （2022·湖北武汉）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。

（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针______；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______。（填“偏转”或“不偏转”）

（2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。

1. 电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）

A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作

B．取走磁体，电吉他将不能正常工作

C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流

D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化

2. (2021·广西贵港市)图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流(  )。

A． B． C．  D．

3. 如图所示，闭合导线框abcd的一部分处于磁场中，将导线框沿图示方向拉出过程中，则（　　）

A．在此过程中，电能转化为机械能

B．导线框中不会产生感应电流，因为回路中没有电源

C．导线框中会产生感应电流，整个导线框都是电源

D．导线框中会产生感应电流，导线ab段相当于电源

4. (2020·广州市·广东实验中学九年级三模)“通电导体在磁场中受到力的作用”也称为“磁场

对电流的作用”，而这个力其实是导体内电荷运动时受到的力的合力。如图所示，是一段通电导体在磁场中受到的力的示意图，则以下关于对带电粒子在均匀磁场中运动时的受力方向描述正确的是(“×”表示磁感线垂直纸面向里，“”表示磁感线垂直纸面向外)(　　)

A． B． C．D．

5. 如图甲所示，让一条形磁铁由静止从高处释放，当磁铁穿过金属线圈时，线圈中有电流产生，不计空气阻力，而乙图中的金属线圈有一处断开了，则（　　）

A．甲图中以条形磁铁为参照物，线圈向下运动

B．甲图中机械能不守恒，乙图中机械能守恒

C．甲图中对应的是电动机的工作原理

D．两图中磁铁落地瞬间的速度是＞

6. （2022·黄冈、孝感、咸宁）有些小朋友玩的旱冰鞋，其内部虽然没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时，嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中，发生了电磁感应现象，产生了_________，LED灯相当于___________（选填“电源”或“用电器”）。___________（选填“发电机”或“电动机”）就是根据电磁感应的原理制成的。
7. （2022·湖北十堰）在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察 _____来判断电路中是否产生感应电流，如图的三次实验中，_____（选填“甲”“乙”或“丙”）图中有感应电流产生。 _____（选填“电动机”或“发电机”）应用了这一原理。

8. （2022·广东广州）某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图1

（1）该LED在两次实验中发光情况如图2所示，两次实验线圈均在转动，线圈1烦时针转动，由此可知线圈2___________转动（选填“顺时针”“逆时针”）。

（2）如图3，导体棒a与该LED相连；在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动（虚线为运动轨迹），LED交替发出红、黄光，则该过程a中电流方向_________（选填“不变”“变化”），该磁场可能的分布包括图4中哪些选项_____？