1、磁生电磁生电 第二十章第二十章 第节第节直线电流的磁场直线电流的磁场奥斯特实验模拟奥斯特实验模拟通电导线周围存在磁场通电导线周围存在磁场直线电流磁场的分布规律直线电流磁场的分布规律电能生磁电能生磁如何才能让磁产生电呢？电能生磁 英国科学家法拉第，经过十年坚持不懈的努力，终于在1831年成功地利用磁场获得电流。 今天我们沿着科学家的足迹，来研究如何利用磁场来获得电流？ 问题：问题：假如你是法拉第假如你是法拉第 如何让磁场能产生电流？ 实验：实验： 1、实验需要哪些实验器材？磁磁 铁铁 - 提提 供供 磁磁 场场导导 线线 - 电电 流流 的的 载载 体体灵敏电流计灵敏电流计 - 检验导体中电流的
2、存在检验导体中电流的存在闭合电路闭合电路假如你是法拉第假如你是法拉第 实验：实验： 2、应如何处理这些实验器材呢？G闭合电路闭合电路形成电流必要条件形成电流必要条件 实验：实验： 3、接下来，你又准备怎么办？假如我是法拉第假如我是法拉第将闭合电路的一部分导体放入磁场中将闭合电路的一部分导体放入磁场中1 1、如何才能让磁产生电呢？、如何才能让磁产生电呢？猜测：猜测： 运动运动实验器材（小组讨论）实验器材（小组讨论）2 2、导体怎样运动才会产生电流？、导体怎样运动才会产生电流？探究活动观察：观察：假如你是法拉第假如你是法拉第操作方法操作方法 现象现象说明说明123保持导体与磁场相对静止保持导体与磁
3、场相对静止做切割磁感线做切割磁感线方向的运动（左右运动）方向的运动（左右运动）做平行磁感线做平行磁感线方向的运动（上下运动）方向的运动（上下运动）没有偏转没有偏转没有电流没有电流明显偏转明显偏转有电流产生有电流产生没有电流没有电流没有偏转没有偏转 闭合电路中的一部分导体在磁场闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生电流。中做切割磁感线运动时，导体就会产生电流。 这种现象叫做这种现象叫做 假如我是法拉第假如我是法拉第 结论：结论：电电 磁磁 感感 应应感感 应应 电电 流流把导体中的电流把导体中的电流 称为称为结论结论2 2、做切割磁感线运动的只能是闭、做切割磁感线运动的只
4、能是闭合电路的一部分导体合电路的一部分导体产生感应电流的条件产生感应电流的条件1、导体要做切割磁感线运动、导体要做切割磁感线运动感应电压产生的条件：导体做切割磁感感应电压产生的条件：导体做切割磁感线运动线运动电流和能量电流和能量二二. . 导体中感应电流的方向导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方跟导体运动方向和磁感线方向有关。向有关。 三三. . 在电磁感应现象中，在电磁感应现象中，机械能转化为电能。机械能转化为电能。 1闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，感线运动时，导体中就会产生感应电流， 这种现这种现象叫电磁
5、感应。象叫电磁感应。 2发电机利用了电磁感应原理发电，将其他发电机利用了电磁感应原理发电，将其他形式能转化为电能。形式能转化为电能。课堂小结课堂小结 发电机发电机发电机火力发电火力发电风力发电风力发电水力发电水力发电手摇发电机手摇发电机 发电机是把机械能发电机是把机械能 转化为电能的机器转化为电能的机器 发电机原理：电磁感应现象发电机原理：电磁感应现象发电机的构造和作用发电机的构造和作用交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理实验：手摇发电机实验：手摇发电机现象：电流表指针左右摆动现象：电流表指针左右摆动说明：发电机产生的电流方向是不断变化的说明：发电机产生的电流方向是不断变化的1 1、发电机
6、的构造、发电机的构造（1 1）转子）转子转动部分（线圈或磁铁）转动部分（线圈或磁铁）（2 2）定子）定子固定部分（磁铁或线圈）固定部分（磁铁或线圈）（3 3）电刷）电刷A A、B B（4 4）两个圆环）两个圆环K K、L L2 2、发电机原理：利用电磁感应现象制成的、发电机原理：利用电磁感应现象制成的ab和和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而的，而ab和和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流abdcAB交流发
7、电机工作的过程：交流发电机工作的过程： 图图4-42 4-42 线圈转动一周，电流方向改变线圈转动一周，电流方向改变2 2次次4 4、电流的种类：交流电、直流电、电流的种类：交流电、直流电交流电：周期性改变方向的电流。交流电：周期性改变方向的电流。直流电：方向不变的电流。直流电：方向不变的电流。交流电的周期：交流电的周期：交流电完成一次周期性变化需要的时间交流电完成一次周期性变化需要的时间交流电的频率：交流电的频率： 在一秒内交流电完成周期性变在一秒内交流电完成周期性变化的次数化的次数. .我国交流电周期是我国交流电周期是0.020.02秒，秒，频率为频率为5050赫兹，每秒电流方向改变赫兹，
8、每秒电流方向改变100100次次5、实际的大型交流发电机的结构、实际的大型交流发电机的结构6、日常生活用电：交流电、日常生活用电：交流电7、发电机与电动机的结构本质是一、发电机与电动机的结构本质是一样的样的. 发电机由转子和定子两部分组成。发电机由转子和定子两部分组成。大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。大型发电机安装转子大型发电机安装转子发电机与电动机的比较 1、发电机的构造原则上和电动机是、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的完全相同的2、电动机是消耗电能而输出机械能、电动机是消耗电能而输出机械能; 发电机是消耗机械能而输出电能发电机是消耗机械
9、能而输出电能3 3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的原理原理 发电机发电机: :利用电磁感应原理利用电磁感应原理可分为交流发电机和直流发电机两类。可分为交流发电机和直流发电机两类。 直流电动机与交流发电机的区别直流电动机与交流发电机的区别项目项目直流电动机直流电动机交流发电机交流发电机工作原理工作原理通电线圈在磁通电线圈在磁场中转动场中转动电磁感应现象电磁感应现象构造构造换向器换向器两个铜圆环两个铜圆环电流电流方向方向线圈线圈电流方向发生电流方向发生改变改变交流电交流电外部电路外部电路直流电直流电交流电交流电能量转化能量转化电能转化为机电能转化为机械能械能
10、机械能转化为电机械能转化为电能能电动机与发电机比较电动机与发电机比较 1.发电机的结构原则上和电动机是完全相同的. 2.电动机是消耗电能而输出机械能(把电能转化成机械能);发电机是消耗机械能而输出电能.练习C1. 产生感应电流的条件是产生感应电流的条件是 （ )2.A.导体在磁场中运动导体在磁场中运动.3. B.导体在磁场中做切割磁感线运动导体在磁场中做切割磁感线运动4. C.闭合电路的一部分导体做切割磁闭合电路的一部分导体做切割磁感感 线运动线运动5. D.闭合导体在磁场中做切割磁感线运闭合导体在磁场中做切割磁感线运 动动1. 2.导体在磁场里做切割磁感线运动，导体的两端将产生_。感应电压感
11、应电压和和_有关。有关。导体运动方向导体运动方向磁感线方向磁感线方向NSNS课本练习甲乙4、下图中那些不会产生感应电流、下图中那些不会产生感应电流 NSNS课本练习丙丁5.5.在电磁感应现象中，导体切割磁在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了感线运动时，产生了_。由此可见，在电磁感应现象中，由此可见，在电磁感应现象中，_能转化为能转化为_能。能。 感应电流感应电流电电机械能机械能SNNSNS.练习4ABC6.如图，如图，A图中已标出了磁场，导体切割方图中已标出了磁场，导体切割方向和产生的感应电流方向，请在向和产生的感应电流方向，请在B、C、D、E这这4个图中标出电流方向。个图中标出电流
12、方向。 ABCSNNSNS.练习4ADE没电流没电流DEFNSNSSNNS垂直屏幕垂直屏幕向外运动向外运动7、下面的四个图中那些不会产生感、下面的四个图中那些不会产生感应电流应电流 （ ）（图中小圆表示闭合导体的一部分）（图中小圆表示闭合导体的一部分）ABCDB D的电流叫交流电，的电流叫交流电，_不变的电流叫不变的电流叫直流电，发电机提供的是直流电，发电机提供的是_电，电电，电池提供的是池提供的是_ 电电 周，即交流电的变化频率是周，即交流电的变化频率是_赫，赫，因此交流电的方向每秒要改变因此交流电的方向每秒要改变_次。次。 方向方向方向方向交流交流直流直流5050100两部分，大型发电机的
13、线圈两部分，大型发电机的线圈作作_，电磁铁作，电磁铁作_。实用发电机的转子由水轮机、实用发电机的转子由水轮机、_等带动旋转。等带动旋转。定子定子转子转子定子定子转子转子汽轮机汽轮机11.交流发电机制造的原理是（交流发电机制造的原理是（ ）A电流的磁效应电流的磁效应 B电流的磁现象电流的磁现象C电磁感应现象电磁感应现象 D电磁铁原理电磁铁原理5.我国使用的交流电的频率为我国使用的交流电的频率为50赫兹，赫兹，在在10秒内电流方向改变了（秒内电流方向改变了（ ）A、500次次 B、50次次 C、100次次 D、1000次次CD12.交流发电机线圈内和外电路中的电流分交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（别是（ ）A、交流电和直流电、交流电和直流电 B交流电和交流电交流电和交流电C直流电和交流电直流电和交流电 D直流电和直流电直流电和直流电13.此装置是什么机器？工作原理是什么？此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？工作时能量的转化情况怎样？B发电机发电机电磁感应原理电磁感应原理机械能转化为电能机械能转化为电能
