2019_2020学年九年级物理全册第14章第7节学生实验：探究__产生感应电流的条件考点手册新版北师大版.doc

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P231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：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；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：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。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。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P231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P231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：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。产生感应电流情况：线圈中不产生感应电流。电流的输出情况：不输出电流。乙：ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线。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。ab边中电流向里，cd边中电流向外。丙：ab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。线圈中不产生感应电流。不输出电流。丁：ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线。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。cd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周期：交流电完成一次周期性变化所需要的时间，用T表示。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。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