资源描述
第七节 学生实验：探究——产生感应电流的条件
知识点一 电磁感应现象 精练版P23
1．实验探究：电磁感应现象
提出问题：奥斯特实验表明，电流的周围存在着磁场。即电可以生磁，那么反过来磁能不能生电呢？
设计并进行探究：如图所示，用一根长导线做成一个长方形线框且将导线两端留有相同长度，并与灵敏电流计、开关组成串联电路，将导体ab放在蹄形磁体的磁场中。观察导体在磁场中运动时，什么情况下灵敏电流计有示数。
(1)闭合开关后，让导体ab在磁场中静止，观察灵敏电流计指针的偏转情况。
(2)闭合开关后，让导体ab在磁场中平行于磁感线上下运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。
(3)闭合开关后，让导体ab在磁场中左右做切割磁感线运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。
(4)闭合开关后，让导体ab在磁场中左右斜着做切割磁感线运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。
(5)断开开关，让导体ab在磁场中沿着不同方向做切割磁感线运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况。
数据表格：
实验
序号
开关闭
合情况
导体运
动情况
导体切
割磁感
线情况
灵敏电流
计指针偏
转情况
1
闭合
静止不动
不切割
不动
2
闭合
竖直上下
不切割
不动
3
闭合
左右
切割
偏转
4
闭合
左右倾斜
切割
偏转
5
断开
不同方向
切割
不动
数据分析：①比较序号为1、2、3、4的实验可知，只有当导体做切割磁感线运动时，导体中才会产生电流；②比较序号为3、5的实验可知，只有电路闭合时，导体中才会产生电流。
探究归纳：当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应。电磁感应现象中产生的电流叫作感应电流。
2．影响感应电流方向的因素
实验
序号
图示
实验方法
现象
1
闭合开关，让导体向右运动
电流表指针向右偏转
2
闭合开关，让导体向左运动
电流表指针向左偏转
3
闭合开关，将磁体的N、S极对调，让导体向右运动
电流表指针向左偏转
4
闭合开关，将磁体的N、S极对调，让导体向左运动
电流表指针向右偏转
探究分析：①比较序号为1、2的实验可知，在磁场方向不变时，导体做切割磁感线运动的方向相反，感应电流的方向相反，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。
②比较序号为1、3的实验可知，调换磁体的N、S极的位置，导体做切割磁感线运动的方向相同，感应电流的方向相反，说明感应电流的方向与磁场的方向有关。
③比较序号为1、4的实验可知，调换磁体的N、S极的位置，同时改变导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向相同，说明同时改变磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向时，感应电流方向不变。
结论：在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁场方向有关。若导体切割磁感线运动的方向或者磁场方向中有一个方向改变时，感应电流方向也随之改变；若导体切割磁感线运动的方向和磁场方向同时改变，感应电流方向不变。
3．能的转化：在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
4．影响感应电流大小的因素
在电磁感应现象中，产生感应电流的大小与磁场强弱、导体运动的速度大小及导体的电阻大小等有关。磁场越强、导体运动的速度越大、导体的电阻越小，产生的感应电流越大。
例1 如图所示，导线ab向箭头所指的方向运动，试判断在这四种情况下ab中有感应电流产生的是( )
解析：根据产生感应电流的条件，在图A和图C所示的情况下，导线ab虽然运动，但由于没有切割磁感线，闭合电路中没有感应电流产生。在图B中，导线ab虽然做切割磁感线运动，但由于没有构成闭合电路，所以ab中没有感应电流产生。在图D所示的情况下，导线ab为闭合电路的一部分，而且做切割磁感线的运动，所以ab中有感应电流产生。
答案：D
温馨提示：此类题目可依据概念进行判断，注意产生感应电流的两个条件：(1)导体是闭合电路的一部分；(2)导体在磁场中做切割磁感线运动。
知识点二 动圈式话筒 精练版P23
1．作用：将声音转换成电流。
2．原理：电磁感应现象。
3．构造：如图所示，在接收声波的膜片后面粘贴着一个由细漆包线绕成的线圈，它能随膜片一起运动。膜片后面还安装了一个永磁体，线圈处于永磁体的磁场中。线圈的两端用导线引出。
4．工作过程：当对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中切割磁感线，就能产生随着声音大小变化而变化的电流，这个电流信号经扩音机放大后传给扬声器，从扬声器中就会发出放大的声音。
例2 话筒的种类很多，其中动圈式话筒是常见的一种。动圈式话筒是根据________原理制成的，在工作时将________的振动转化为强弱变化的________传递出去。在这一过程中________能转化为________________________能。
解析：动圈式话筒是电磁感应现象的应用，工作时将声音的振动转化成强弱变化的电流传递出去。声音大，产生的感应电流也较大。在这一过程中将机械能转化成电能。
答案：电磁感应 声音 电流 机械 电
知识点三 发电机 精练版P23
1．发电机的原理
发电机是根据电磁感应现象制成的。
2．交流发电机的工作过程
(1)
甲：
①切割磁感线情况：如图所示是交流发电机的结构原理图，电刷A始终与铜制滑环K接触，电刷B始终与铜制滑环L接触，线圈与电流表形成一个闭合电路。当线圈ab边水平向右运动时，cd边水平向左运动。ab边和cd边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线。
②产生感应电流情况：线圈中不产生感应电流。
③电流的输出情况：不输出电流。
乙：
①ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线。
②切割磁感线方向相反，故产生感应电流方向相反。ab边产生的感应电流由a到b，cd边产生的感应电流由c到d。
③ab边中电流向里，cd边中电流向外。
丙：
①ab边水平向左运动，cd边水平向右运动，ab边和cd边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线。
②线圈中不产生感应电流。
③不输出电流。
丁：
①ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线。
②切割磁感线方向相反，产生感应电流，但电流方向与前面的相反。ab边产生的感应电流由b到a，cd边产生的感应电流由d到c。
③cd边中电流向里，ab边中电流向外。
归纳总结：交流发电机线圈内产生的是交流电，输出的也是交流电，发电机的线圈每转动一周，电流方向改变两次。
(2)发电机的能量转化：将机械能转化为电能。
(3)交流电的周期与频率
①周期：交流电完成一次周期性变化所需要的时间，用T表示。
②频率：交流电在1s内完成周期性变化的次数叫作交流电的频率。频率的单位是赫兹(简称赫)，用Hz表示。
③我国交流电的周期和频率：我国供生产和生活用的交流电，周期是0.02s，频率是50Hz，即1s有50个周期，1s内电流方向改变100次。
(4)交流电和直流电的区别
种类
定义
举例
交流电
大小和方向都发生周期性变化的电流
我国供生产和生活用的电流
直流电
电流方向不随时间改变的电流
从干电池中获得的电流
(5)交流发电机和直流发电机的区别
种类
构造上的
主要区别
线圈产生感应电流情况
供给外部
电流情况
交流发
电机
与外部相连的是两个铜滑环
交流电
交流电
直流
发电机
与外部相连的是两个半环组成的换向器
交流电
直流电
温馨提示：直流发电机线圈产生的电流仍是交流电，通过换向器的作用输出后，外部电路为直流电。
(6)实际发电机的构造：大型发电机是由转动部分——转子(电磁铁)和固定部分——定子(线圈)两大部分组成，因其要输出很高的电压和很强的电流，采用线圈不动，磁极旋转的方式发电，这种发电机(不需要电刷和滑环)叫作旋转磁极式发电机。
温馨提示：比较法理解电磁感应和磁场对电流的作用的区别
区别项目
电磁感应
磁场对电流的作用
实验装
置图
现
象
原因
导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线运动
通电导线(线圈)在磁场中
结果
产生感应电流
受到力的作用(运动、转动)
能量转化
机械能→电能
电能→机械能
力的性质
外力
磁场力
导体中的
电流
因电磁感
应而产生
由电源供给
主要应用
发电机
电动机
例3 如图所示的是一种环保型手电筒。这种手电筒不用干电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃，就能发光。这种手电筒能够发电的原理是________，其能量转化是由________能转化成电能。
解析：由图可知该手电筒有磁体和线圈，使用时将它来回摇晃，线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动，故线圈中有感应电流产生，所以手电筒发光。摇动速度越快，线圈运动越快，产生的感应电流越强，在这个过程中能量转化是机械能转化为电能。
答案：电磁感应 机械
6
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
