学年八年级科学下册 第四章《第5节 磁生电》学案 浙教版.docx

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学年八年级科学下册第四章《第5节磁生电》学案浙教版

2019-2020学年八年级科学下册第四章《第5节磁生电》学案浙教版

联想情景导入

人们首先发明了电池，由电池提供电能,后来又发明了发电机，由发电机提供电能。

现

在我们所用的电能，从生活用电到交通运输、工厂企业用电，主要来自发电站里的发电机。

那么发电机是怎样发电的呢?

让我们通过电磁感应的原理来了解一下发电机是怎样发电的吧。

重点知识详解

一、磁生电电磁感应

1．电磁感应。

实验操作：

如上图所示．将一根导体放入磁场中，导体和电流表串联成一个闭合回路。

观察下列情况下电流表中有无电流。

（1）导体在磁场中不动；

（2）导体在磁场中做垂直于磁场方向的运动；

（3）导体在磁场中做平行于磁场方向的运动；

（4）电路断开时，重复第3步实验。

实验现象：

实验步骤

试验现象

说明

导体在磁场中不动

指针不偏转

无电流

导体向上运动

指针不偏转

无电流

导体向下运动

指针不偏转

无电流

导体向右运动

指针偏转

有电流

导体向左运动

指针偏转,方向与上面相反

有电流

电路断

开，导体向右、左运动

指针不偏转

无电流

实验结论：

闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生

电流，这种现象叫电磁感应。

产生的电流叫做感应电流。

如果电路不闭合,当导体做

切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，但导体两端会有感应电压。

2．电磁感应现象中能量的转化：

电磁感应中，用力移动导体，消耗了机械能。

却在闭合电路中产生了电能。

这就实现了机械能向电能的转化。

3．感应电流的大小与哪些因素有关：

导线切割的速度大，电流大；永磁铁的强度大，电流大；切割导线的条数多，电流大；切割的有效长度长。

电流大。

感应电流的大小与导线切割的速度、方向无关。

二、交流发电机的工作原理

1．发电机：

利用电磁感应原理，将动能转变为电能的机械，可分为交流发电机和直流发电机两类，基本构造如下：

2．发电机的工作原理:

ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd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。

当线圈平面和磁感线垂直时，两边的运动方向和磁感线平行,不切割磁感线，线圈上元感应电流。

当线圈平面和磁感线平行时，两边的运动方向和磁感线垂直,切割磁感线，线圈上有感应电流。

3．交流电：

从以上图示分析可知，线圈转动一周。

电流方向改变两次。

这种周期性改

变方向的电流叫做交流电。

（1）周期：

完成一次周期性变化需要的时间（秒）。

（2）频率：

1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。

我国交流电周期是0．02秒,频率为50赫兹。

每秒电流方向改变

100次。

4．电动机和发电机的比较。

直流电动机

交流发电机

原理

利用通电线圈在磁场里发生转动的原理制成

利用电磁感应原理制成

构造

与电刷接触的是换向器

与电刷接触的是两个铜环

能量转化

电能机械能

机械能电能

在电路中的作用

用电器

电源

精典例题解析

[例1]下列四幅实验装置图所反映的原理，对发电机的发明有直接影响的是（）

[解析]这四幅图是电磁学中四幅经典的图，反应了四种不同的原理，我们应熟知这些图所

表示的含义。

图A是奥斯特实验装置,该实验表明电流周围存在着磁场。

同时还说

明电流的磁场方向跟电流方向有关。

图B是研究电磁感应现象的装置。

闭合电路的

一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。

电磁感应现象对

发电机的发明有直接影响。

图C是用来研究磁场对通电导线有力的作用，该原理对

电动机的发明有直接影响。

图D是用来判断螺线管极性的右手螺旋定律。

[答案]B

[例2]如图所示是研究电磁感应的实验装置。

（1）．保持导线n6不动．闭合开关。

灵敏电流计的指

针不动，这时导线中_________电流。

（2）保持电路闭合．当导线曲向左运动和向右运动时，

灵敏电流计的指针会向左和向右偏转。

表明导线中

的感应电流方向与__________有关。

（3）将U形磁铁反转对调磁极，闭合开关。

当导线ab

向左运动和向右运动时,灵敏电流计的指针会向右

和向左偏转．表明导线中的感应电流方向与_________有关。

[解析]产生感应电流的条件之一是电路必须闭合，因而在开关断开的情况下,无论导体ab

如何运动,电流表指针都不会偏转，说明电路中没有感应电流产生。

在电路闭合的

情况下。

ab边必须做切割磁感线运动。

电路中才会有感应电流产生。

从实验中可

知。

感应电流的方向与运动方向、磁场方向有关。

[答案]

（1）没有

（2）导体运动方向（3）磁场方向

[例3]电与磁的联系可由三个重要实验所证实。

这三个实验如图所示。

（1）图甲实验是著名的____________实验。

它证实了________,应用举例__________。

（2）图乙实验证实了_________________,实验过程中的能量转化是______________；应用举例_______________________________。

（3）图丙实验证实了___________，实验过程中的能量转化是_______________，应用举例________________

____________________________。

[答案]

（1）奥斯特电流周围有磁场电磁铁

（2）通电导体在磁场中要受到磁力的作用电能转化机械能电动机

（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时。

导体中就产生感应电流机械能转化为电能

发电机

考点应试必备

1．如图所示的四个实验装置中,能说明发电机工作原理的是（）

2．小明同学在实验室组装了如图所示的实验装置来探究“什么情况下磁可以生电”。

图中的ab是一根直铜线，ab处于蹄形磁铁的磁场中，下列情况中能使电流表的指针发生偏转的

是（）

A．闭合开关,导体ab向上运动

B．断开开，导体ab向左运动

C．闭合开关，导体ab向右运动

D．断开开关,导体ab

向下运动

3．如图所示是电动机示意图，对于图示的说法，正确的是（）

A．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正转到平衡位置

B．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈受到磁场力的作用而转动

C．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线。

线圈中产生感应电流

D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流

4．下列关于电磁感应现象的说法正确的是（）

A．导体在磁场中运动一定会产生感应电流

B．导体中感应电流的方向，只跟导体的运动方向有关

C．导体中感应电流的方向,只跟磁感线的方向有关

D．在电磁感应现象中,机械能转化为电能

5．下列说法正确的是（）

A．直流电动机是根据电磁感应现象制成的

B．交流发电机线圈中产生的是直流电,向外输送的是交流电

C．交流电动机线圈中的电流是交流电，线圈外的是直流电

D．在电动机中，电能转化成机械能

6．在交流发电机中，当线圈平面转至（）

A．与磁感线垂直时，感应电流最大

B．与磁感线平行时,感应电流改变方向

C．与磁感线垂直时,感应电流改变方向

D．与磁感线平行时，感应电流为零

7．下图是某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置。

ab是一根直铜丝，通过导线

接在量程为3A电流表的两接线柱上,电流表指针指零。

当使ab迅速水平向右运动时,并

未发现电流表指针明显偏转。

你认为最可能的原因是

（）

A．感应电流太小,无法使指针明显偏转

B．铜丝太细，换用铜棒便能使指针明显偏转

C．应把ab改为向左运动

D．应把ab改为上下运动

8．如图实验装置做电磁感应实验,能观察到电流表指针发生偏转的是（）

A．开关S断开,导体AB竖直向下运动

B．开关S闭合,导体AB竖直向上运动

C．开关S断开,导体AB从纸里向纸外运动

D．开关S闭合,导体AB从纸外向纸里运动

9．发电机和电动机的相继问世,使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气

化的时代。

下图所示的四幅图,其中属于电磁感应现象实验图及其应用图的是（）

A.①③B.①④C.②

③D.②④

10．做如图所示的小窑验,用手快谏拨动风扇叶片。

带动转子转动，这时发现小灯泡发光,

微风电扇居然变成了“发电机”。

该实验说明了磁能够产生__________,在此现象中

_________转化为电能。

11．在探究产生感应电流的实验中,某同学按照图中的四种情况让闭合电路的一段导体AB

在磁场中沿箭头所示方向运动,其中能够产生感应电流的是__________图。

12．如图是“研究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验示意图，比较甲、乙两图可以得

出感应电流方向与_______有关的结论；比较甲、丙两图可以得出感应电流方向与_________有关的结论。

13．如图所示是两用电

机示意图。

试回答下列问题：

（1）当S1闭合、S2断开时。

表示一个什么电机?

_________。

能量如何转化?

__________。

（2）当S1断开、S2闭合时，表示一个什么电机?

________。

能量如何转化?

__________。

换向器起什么作用?

__________。

14．

（1）图甲和图乙是电学中很

重要的两个实验，其中甲图装置是研究___________的规律；乙图装置是研究_________________的规律。

（2）图丙是法拉第发明的能够产生持续电流的机器发电机,金属圆盘可以看成是由

无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。

金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都

在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。

某校探究小组仿制了这个发电机装置

（如图丁），对影响电流大小的因素进行如下探究：

①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大，说明电流大小跟_______有关；

②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟__________有关；

③保持圆盘转速不变，换用_________，发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场

强弱有关。

提高班习题精选

1．（2010兰州）下列用电器中利用电磁感应现象工作的是（）

A．电烤箱B．电铃

C．动圈式话筒D．电风扇

2．在交流发电机中，将线圈中产生的交流电供给外电路是利用（）

A．滑环B．电刷

C．换向器D．滑环和电刷

3．以下方法中，感应电流方向不变的是（）

A．只改变导体运动方向，磁感线方向不变

B．只改变磁感线方向，导体运动方向不变

C．导体运动方向和磁感线方向同时改变

D．只改变导体运动方向或只改变磁感线的方向

4．如图所示，在一个金属圆环中有一个可以绕轴OO’匀速转动的条形磁铁，当磁铁旋转时，下列说法正确的是（）

A．金属环中有感应电流

B．因金属环不动，故环中无感应电流

C．金属环中有感应电流，且是交流电

D．金属环中有感应电流，且是直流电

5．（2010济宁）如图所示，是某小组的同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），下列说法中正确的是（）

A．比较图（a）和图（b）可知，感应电流的方向与磁场方向有关

B．比较图

（b）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向无关

C．比较图（a）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向无关

D．由图（d）可以得出感应电流的方向跟导体是否运动无关

6．小明将灵敏电流计和线圈连接成如图电路，来研究电磁感应现象。

图甲与图乙中线圈的匝数是相同的，将相同的条形磁铁以相同的速度插入线圈中，以下叙述正确的是（）

A．甲、乙两图中电流方向相同

B．甲、乙两图中电流计指针都发生偏转

C．当磁铁不动时，电流计也有示数

D．此现象中电能转化为机械能

7．作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒。

如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话，声音就会使与纸盆相连的线圈在磁场中振动，从而产生随着声音的变化而变化的。

这种现

象在物理学上称为现象。

8．（2011武汉）如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动：

（1）若使导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针。

（2）若使导线ab水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；现让导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向。

（3）若使导线ab从图中所示位置斜向上运动，则灵敏电流计指针。

9．右图是某课外活动小组仿制的一个能产生持续电流的装置——发电机。

装有手摇柄（未画出）的转轴垂直穿过圆盘中心，金属圆盘放在蹄形磁铁之间，圆盘的轴心和能在圆盘的边缘滑动接触的滑片通过金属导线与电流表相连。

金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁力线的运动，从而产生持续电流。

当以某一转速匀速转动金属圆盘时，电流表有一定的计数。

根据上述材料，请完成下面的实验探究填空：

（1）换用的磁铁，其他条件不变，发现电流表读数增大，说明电流大小跟磁场强弱有关；

（2）换用一个半径大一些的金属圆盘，其他条件不变，发现电流表读数增大，说明电流大小也跟有关；

（3）当圆盘转速增大，其他条件不变时，发现电流表读数也增大，说明电流大小还跟

有关。

10．实验室内设置有四辆脚踏车，每逢下课同学们就会排队来骑脚踏车。

因为骑车不仅可以健身，同时还可以发电供学校使用。

装在自行车上的发电机工作时把能转化成电能。

同学们用如图所示实验装置探究发电机的工作原理，探究中有同学提出了问题：

“感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？

”

小红猜想：

“可能跟磁场的方向有关。

”

小华猜想：

“可能跟导体切割磁感线运动的方向有关。

”

小丽猜想：

“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。

”

请你根据右图所示的实验装置，帮助小丽设计实验来验证她的猜想，简述你的实验方法：

。

请你也猜猜看，感应电流大小还可能跟有关。

参考答案：

第5节磁生电

1．A2．C3．B4．D5．D6．C7．A8．D9．B

10．电机械能

11．C

12．导体运动方向磁场方向

13．

（1）发电机机械能转化为电能

（2）电动机电能转化为机械能自动改变电流方向14．

（1）通电导体在磁场中运动电磁感应

（2）①闭合电路中导体运动的速度②运动导体的有效长度③强磁场

【提高班习题精选】

1．C2．D3．C4．C5．A6．B

7

．电流电磁感应

8．

（1）不偏转

（2）右偏转

（3）偏转（向右偏转；向左偏转）

9．

（1）磁性强

（2）切割磁感线的导线的长度

（3）切割磁感线的速度

10．机械在相同条件下，让导体以不同的速度做切割磁感线运动，观察灵敏电流计的指针偏转程度如：

磁场强度