1、第二节 科学探究:怎样产生感应电流 一、 学习目标 1、 课程标准相关要求： （1） 通过实验探究，知道导体在磁场中运 动时产生感应电流的条件 （2） 通过实验了解感应电流的大小和方向 与哪些因素有关 二、 学习目标 （1） 通过实验探究，知道导体在磁场中运 动时产生感应电流的条件 【体验体验】电磁感应现象电磁感应现象 活动活动: :准备插头、微风扇、发光二极管。准备插头、微风扇、发光二极管。 活动活动1:1:将发光二极管接在微风扇的插头将发光二极管接在微风扇的插头 处处, ,用手旋转叶片用手旋转叶片; ; 活动活动2:2:用手指捏紧插头的两极用手指捏紧插头的两极, ,旋转叶旋转叶 片片; ;
2、 (1)(1)活动活动1 1手转动叶片手转动叶片, ,发现二极管发现二极管 , ,说明电路中说明电路中 。 (2)(2)活动活动2 2用手捏紧插头的两极时用手捏紧插头的两极时, ,手会感觉到手会感觉到 , ,说明电路中说明电路中 。 提示提示: :(1)(1)发光发光 有电流通过有电流通过 (2)(2)发麻发麻 有电流通过有电流通过 1.1.产生感应电流的条件是什么产生感应电流的条件是什么? ? 2.2.什么是电磁感应现象什么是电磁感应现象? ?什么是感应电流什么是感应电流? ? 3.3.发电机的原理是什么发电机的原理是什么? ? 探究探究1 1 电磁感应现象电磁感应现象 结合“体验”中的活动
3、结合“体验”中的活动, ,思考以下问题思考以下问题: : 1.1.猜想与假设猜想与假设: :线圈在磁场中转动才能发出电来线圈在磁场中转动才能发出电来, ,由此可以猜想由此可以猜想: : 发电机发电可能与线圈在磁场中的发电机发电可能与线圈在磁场中的 有关。有关。 参考答案参考答案: :运动运动 2.2.实验方法实验方法: : (1)(1)电流是看不到、摸不着的电流是看不到、摸不着的, ,所以在实验中利用所以在实验中利用 法法, ,根根 据据 来判断是否有感应电流。来判断是否有感应电流。 (2)(2)导体在磁场中产生的感应电流可能与多个因素有关导体在磁场中产生的感应电流可能与多个因素有关, ,故在
4、实故在实 验时需利用验时需利用 法。法。 参考答案参考答案: :(1)(1)转化转化 灵敏电流计的指针是否偏转灵敏电流计的指针是否偏转 (2)(2)控制变量控制变量 3.3.实验设计实验设计: :如甲图所示如甲图所示 (1)(1)探究感应电流产生的条件探究感应电流产生的条件 思路思路: :在乙图中画出磁体的磁感线。让导体在磁场中运动方在乙图中画出磁体的磁感线。让导体在磁场中运动方 向和磁感线方向向和磁感线方向 , ,观察灵敏电流计的指针是否偏转。观察灵敏电流计的指针是否偏转。 使导体沿与磁感线方向使导体沿与磁感线方向 的方向运动的方向运动, ,观察灵敏电流观察灵敏电流 计的指针是否偏转。计的指
5、针是否偏转。 参考答案参考答案: :平行平行 垂直垂直 二、 学习目标 （2） 通过实验了解感应电流的大小和方向 与哪些因素有关 (2)(2)探究影响感应电流的方向的因素探究影响感应电流的方向的因素: : 思路思路: :保持磁体的磁场方向不变保持磁体的磁场方向不变, ,改变改变 , ,观察灵敏电观察灵敏电 流计指针的偏转方向。流计指针的偏转方向。 保持导体运动方向不变保持导体运动方向不变, ,改变改变 , ,观察灵敏电流计指针观察灵敏电流计指针 的偏转方向。的偏转方向。 参考答案参考答案: :导体运动的方向导体运动的方向 磁体的磁场方向磁体的磁场方向 4.4.实验数据及分析实验数据及分析: :
6、 序号序号 磁体磁磁体磁 场方向场方向 导体运导体运 动方向动方向 灵敏电流计指灵敏电流计指 针偏转情况针偏转情况 1 1 向下向下 上下运动上下运动 不偏转不偏转 2 2 向下向下 向左运动向左运动 向右偏转向右偏转 3 3 向下向下 向右运动向右运动 向左偏转向左偏转 4 4 向上向上 向左运动向左运动 向左偏转向左偏转 5 5 向上向上 向右运动向右运动 向右偏转向右偏转 分析实验记录分析实验记录, ,可以得出实验结论可以得出实验结论: : (1)(1)产生感应电流的条件产生感应电流的条件:_:_ (2)(2)影响感应电流方向的因素影响感应电流方向的因素:_:_ 参考答案参考答案: :(
7、1)(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运 动动 (2)(2)磁场的方向、导体运动的方向磁场的方向、导体运动的方向 5.5.交流与评估交流与评估: : (1)(1)如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直, ,导体中能产生感导体中能产生感 应电流吗应电流吗? ? 参考答案参考答案: :能能 (2)(2)如果导体不动如果导体不动, ,移动移动U U形磁铁形磁铁, ,导体中能产生感应电流吗导体中能产生感应电流吗? ? 参考答案参考答案: :能能 (3)(3)上述实验过程中能量是如何转化的上述实验过程中能量是如何转化
8、的? ? 参考答案参考答案: :机械能转化为电能机械能转化为电能 探究探究2 2 发电机原理发电机原理 1.1.在线圈转动过程中在线圈转动过程中, ,何时不切割磁感线何时不切割磁感线? ?此时线圈中能产生感此时线圈中能产生感 应电流吗应电流吗? ? 提示提示: :当线圈平面与磁感线垂直时当线圈平面与磁感线垂直时, ,线圈的上、下两个边的运动线圈的上、下两个边的运动 方向与磁感线平行方向与磁感线平行, ,此时线圈不切割磁感线此时线圈不切割磁感线, ,线圈中没有感应电线圈中没有感应电 流产生。流产生。 参考答案参考答案: :线圈平面与磁感线垂直时线圈平面与磁感线垂直时 不能不能 2.2.线圈在线圈
9、在 时切割磁感线。时切割磁感线。 提示提示: :当线圈转过平衡位置时当线圈转过平衡位置时, ,线圈两边做切割磁感线运动线圈两边做切割磁感线运动, ,闭闭 合回路中就产生了电流。合回路中就产生了电流。 参考答案参考答案: :转过平衡位置转过平衡位置 3.(b)3.(b)、(d)(d)两图中两图中, ,线圈线圈ABAB边的电流方向一样吗边的电流方向一样吗? ? 提示提示: :(b)(b)图中图中,AB,AB边运动方向向上边运动方向向上,CD,CD边运动方向向下边运动方向向下, ,切割磁切割磁 感线感线, ,产生感应电流产生感应电流;(d);(d)图中图中ABAB边运动方向向下边运动方向向下,CD,
10、CD边运动方向边运动方向 向上向上, ,由于运动方向和由于运动方向和(b)(b)图中相反图中相反, ,在磁感线方向不变的情况在磁感线方向不变的情况 下产生的电流方向是相反的。下产生的电流方向是相反的。 参考答案参考答案: :不一样不一样 4.4.在线圈匀速连续转动的过程中在线圈匀速连续转动的过程中, ,每转过一周每转过一周, ,线圈中电流的方线圈中电流的方 向改变的次数为向改变的次数为 次。所产生的电流是次。所产生的电流是 电。电。 提示提示: :线圈转动一周线圈转动一周, ,线圈每条边切割磁感线的方向改变两次线圈每条边切割磁感线的方向改变两次, , 产生感应电流的方向也会改变两次产生感应电流
11、的方向也会改变两次, ,因此产生的电流属于交流因此产生的电流属于交流 电。电。 参考答案参考答案: :两两 交流交流 一、电磁感应一、电磁感应 1.1.感应电流产生条件感应电流产生条件: : (1)(1)电路电路_。 (2)_(2)_导体。导体。 (3)(3)做做_运动。运动。 2.2.感应电流方向的影响因素感应电流方向的影响因素: : (1)(1)导体的导体的_方向。方向。 (2)_(2)_方向。方向。 3.3.应用应用:_:_。 闭合闭合 部分部分 切割磁感线切割磁感线 运动运动 磁感线磁感线 动圈式话筒动圈式话筒 二、发电机二、发电机 1.1.原理原理:_:_。 2.2.能量转化能量转化
12、:_:_能转化为能转化为_能。能。 电磁感应现象电磁感应现象 机械机械 电电 【拓展延伸拓展延伸】感应电流方向的判断感应电流方向的判断 伸开右手伸开右手, ,使大拇指跟其余四个并拢的手指垂直并且都跟手掌使大拇指跟其余四个并拢的手指垂直并且都跟手掌 在一个平面内在一个平面内, ,把右手放入磁场中把右手放入磁场中, ,让磁感线垂直穿入手心让磁感线垂直穿入手心, ,大大 拇指指向导体运动方向拇指指向导体运动方向, ,则其余四指指向就是感应电流的方向。则其余四指指向就是感应电流的方向。 考点考点1 1 电磁感应现象电磁感应现象 【典例典例1 1如图所示如图所示, ,在在 磁场中悬挂着一根直导线磁场中悬
13、挂着一根直导线, ,导线的两端分导线的两端分 别连接在电流表的两个接线柱上别连接在电流表的两个接线柱上, ,组成一组成一 个闭合电路。当导线沿着图示方向运动个闭合电路。当导线沿着图示方向运动 时时, ,有两个运动方向能使电流表的指针偏有两个运动方向能使电流表的指针偏 转转, ,这两个运动方向是这两个运动方向是( ( ) ) A.A.向右或向左向右或向左 B.B.向上或向下向上或向下 C.C.向左或向上向左或向上 D.D.向右或向下向右或向下 【思路导引思路导引】解答本题的关键解答本题的关键: : 【精讲精析精讲精析】选选A A。本题考查电磁感应现象。闭合电路的一部。本题考查电磁感应现象。闭合电
14、路的一部 分导体分导体, ,在磁场中做切割磁感线运动时在磁场中做切割磁感线运动时, ,导体中会有感应电流产导体中会有感应电流产 生。导线向右和向左都做切割磁感线运动时生。导线向右和向左都做切割磁感线运动时, ,导线中有感应电导线中有感应电 流产生流产生, ,电流表的指针发生偏转。导线向上和向下运动时电流表的指针发生偏转。导线向上和向下运动时, ,没有没有 做切割磁感线运动做切割磁感线运动, ,不能产生感应电流不能产生感应电流, ,电流表的指针不能偏转。电流表的指针不能偏转。 故选故选A A。 【方法归纳方法归纳】判断电路中是否产生感应电流的方法判断电路中是否产生感应电流的方法 (1)(1)利用
15、实验装置图判断利用实验装置图判断: :电路特点是电路中没有电源电路特点是电路中没有电源; ; (2)(2)利用产生感应电流的条件判断利用产生感应电流的条件判断: :闭合电路的一部分导体闭合电路的一部分导体, ,在在 磁场中做切割磁感线运动磁场中做切割磁感线运动, ,二者缺一不可。二者缺一不可。 【解析解析】选选D D。本题考查了电磁感应现象原理的应用。电磁铁。本题考查了电磁感应现象原理的应用。电磁铁 是利用电流的磁效应原理制成的是利用电流的磁效应原理制成的, ,故故A A错错; ;电动机是利用通电线电动机是利用通电线 圈在磁场中受力转动的原理工作的圈在磁场中受力转动的原理工作的, ,故故B B
16、错错; ;扬声器把电信号转扬声器把电信号转 化为声信号化为声信号, ,利用通电导体在磁场中受力原理利用通电导体在磁场中受力原理, ,故故C C错错; ;动圈式话动圈式话 筒是把声信号转变成电信号的筒是把声信号转变成电信号的, ,声信号的振动带动线圈在磁场声信号的振动带动线圈在磁场 中振动中振动, ,产生电流产生电流, ,是电磁感应现象原理是电磁感应现象原理, ,故故D D正确。正确。 2.2.下列四幅实验装置图都是用来研究电与磁的下列四幅实验装置图都是用来研究电与磁的, ,其中制作发电其中制作发电 机依据的原理图是机依据的原理图是( ( ) ) 【解析解析】选选D D。本题考查电和磁的综合知识
17、。本题考查电和磁的综合知识。A A选项说明通电导选项说明通电导 体周围有磁场体周围有磁场;B;B选项说明通电螺线管的磁场跟条形磁体的磁场选项说明通电螺线管的磁场跟条形磁体的磁场 十分相似十分相似;C;C选项说明通电导体在磁场中受到力的作用选项说明通电导体在磁场中受到力的作用, ,是电动是电动 机的原理机的原理;D;D选项说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感选项说明闭合电路的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线运动时导体中会产生感应电流, ,即电磁感应现象即电磁感应现象, ,这是发电机这是发电机 的原理。故选的原理。故选D D。 3.3.关于电磁感应现象关于电磁感应现象
18、, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.电磁感应现象中机械能转化为电能电磁感应现象中机械能转化为电能 B.B.感应电流的方向只跟导体运动方向有关感应电流的方向只跟导体运动方向有关 C.C.感应电流的方向只跟磁场方向有关感应电流的方向只跟磁场方向有关 D.D.导体在磁场中运动导体在磁场中运动, ,能够产生感应电流能够产生感应电流 【解析解析】选选A A。本题考查电磁感应现象的综合知识。电磁感应。本题考查电磁感应现象的综合知识。电磁感应 现象是机械能转化为电能现象是机械能转化为电能,A,A对对; ;感应电流的方向和导体的运动感应电流的方向和导体的运动 方向及磁场的方向有关方向
19、及磁场的方向有关,B,B、C C错错; ;导体在磁场中运动导体在磁场中运动, ,如果不切如果不切 割磁感线割磁感线, ,就不会产生感应电流就不会产生感应电流,D,D错。错。 4.4.在探究“感应电在探究“感应电 流产生条件”的实验中流产生条件”的实验中, ,将导体将导体abab水平水平 置于蹄形磁铁的磁场中置于蹄形磁铁的磁场中, ,如图所示。如图所示。 闭合开关后闭合开关后, ,能使灵敏电流计能使灵敏电流计 的指的指 针发生偏转的做法是针发生偏转的做法是( ( ) ) A.A.让蹄形磁铁静止让蹄形磁铁静止, ,导体导体abab也保持静止也保持静止 B.B.让蹄形磁铁静止让蹄形磁铁静止, ,导体
20、导体abab在竖直方向上下运动在竖直方向上下运动 C.C.让导体让导体abab静止静止, ,蹄形磁铁在竖直方向上下运动蹄形磁铁在竖直方向上下运动 D.D.让导体让导体abab静止静止, ,蹄形磁铁沿水平方向左右运动蹄形磁铁沿水平方向左右运动 【解析解析】选选D D。本题考查感应电流产生的条件。感应电流的产。本题考查感应电流产生的条件。感应电流的产 生必须符合两个条件生必须符合两个条件, ,一是闭合电路一是闭合电路, ,二是做切割磁感线运动。二是做切割磁感线运动。 A A项中都保持静止项中都保持静止, ,没有运动没有运动, ,故无电流故无电流;B;B项中导体上下运动没项中导体上下运动没 有切割磁
21、感线运动有切割磁感线运动, ,故无电流故无电流;C;C项中蹄形磁铁上下运动项中蹄形磁铁上下运动, ,没有切没有切 割磁感线割磁感线, ,故无电流故无电流;D;D项中蹄形磁铁沿水平方向左右运动项中蹄形磁铁沿水平方向左右运动, ,切割切割 磁感线磁感线, ,所以有感应电流产生。故选所以有感应电流产生。故选D D。 5.5.电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的。探究这个电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的。探究这个 现象应选用图中现象应选用图中 ( (选填“甲”或“乙”选填“甲”或“乙”) )所示的装置所示的装置 进行实验。在这个实验中感应电流的方向与导体切割磁感线的进行实验。在这个实验
22、中感应电流的方向与导体切割磁感线的 运动方向和运动方向和 方向有关。方向有关。 【解析解析】本题考查了电磁感应现象的特点和影响感应电流方向本题考查了电磁感应现象的特点和影响感应电流方向 的因素。电磁感应现象实验中没有电源的因素。电磁感应现象实验中没有电源, ,所以甲图是探究这个所以甲图是探究这个 现象的实验现象的实验; ;在这个实验中感应电流的方向与导体切割磁感线在这个实验中感应电流的方向与导体切割磁感线 的运动方向和磁感线方向有关。的运动方向和磁感线方向有关。 答案答案: :甲甲 磁感线磁感线 6.6.在学校实验室开放时在学校实验室开放时, ,同学们对手摇同学们对手摇 发电机非常感兴趣发电机
23、非常感兴趣, ,他们想他们想: :发电机产发电机产 生感应电流的大小跟哪些因素有关呢生感应电流的大小跟哪些因素有关呢? ? 于是他们开展了探究于是他们开展了探究, ,以下是他们所用以下是他们所用 的发电机和实验记录表的发电机和实验记录表: : 实验顺序实验顺序 线圈转速线圈转速 线圈转向线圈转向 小灯泡亮度小灯泡亮度 1 1 2 2 3 3 (1)(1)根据表格可知根据表格可知, ,他们准备研究发电机产生感应电流的大小是他们准备研究发电机产生感应电流的大小是 否与否与 有关。有关。 (2)(2)手摇发电机在发电时将手摇发电机在发电时将 能转化为电能。能转化为电能。 (3)(3)他们根据小灯泡的
24、亮度来判断电路中感应电流的大小他们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小, ,像这像这 种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫 。 (4)(4)判断电流大小判断电流大小, ,除了借助小灯泡观察之外除了借助小灯泡观察之外, ,实验室常用实验室常用 表来测量。表来测量。 【解析解析】本题考查发电机的综合知识。由表格中的数据可知同本题考查发电机的综合知识。由表格中的数据可知同 学们准备研究感应电流的大小与线圈转速和线圈转向是否有关。学们准备研究感应电流的大小与线圈转速和线圈转向是否有关。 通过灯泡的亮度来反映感应电流的大小通过灯泡的亮度来
25、反映感应电流的大小, ,这是利用转换法这是利用转换法, ,把不把不 能直接观测的电流用电流产生的效应来观察。判断电流的大小能直接观测的电流用电流产生的效应来观察。判断电流的大小, , 除了借助小灯泡之外除了借助小灯泡之外, ,在电路里串联一电流表在电路里串联一电流表, ,测量结果会更精测量结果会更精 确。确。 答案答案: :(1)(1)线圈转速和线圈转向线圈转速和线圈转向 (2)(2)机械机械 (3)(3)转换法转换法 (4)(4)电流电流 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里? ? 如图所示是一种利用健身球设计的充电器如图所示是一种利用健身球设计的充电器, ,当人们在转动球的当人们在转动球的 时候就可以给电池充电时候就可以给电池充电, ,这时健身球里面的装置相当于这时健身球里面的装置相当于 ( (选填选填“电动机电动机”或或“发电机发电机”) )。它工作时的原理。它工作时的原理 是是 。 【学生自答学生自答】 电动机电动机 电流的磁效应电流的磁效应 【教师点评教师点评】 装置判断错误装置判断错误: :健身球运动时将机械能转化为电能健身球运动时将机械能转化为电能, ,所以应为所以应为 发电机。发电机。 工作原理判断错误工作原理判断错误: :应是电磁感应现象。应是电磁感应现象。 【正确答案正确答案】 发电机发电机 电磁感应电磁感应
