初中九年级物理磁生电导学案及课后达标检测.docx
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初中九年级物理磁生电导学案及课后达标检测
第5节磁生电
课时导学案
【学习目标】
1．通过探究活动，知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2．通过实验探究，知道感应电流的方向与磁场方向、切割磁感线的运动方向有关。
3．了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
重点：
通过电磁感应实验，认识电磁感应现象，发现磁生电的条件。
难点：
产生感应电流的条件。
【自主学习】
1、什么情况下磁能生电
1.阅读课本P138第一、二段，填一填：
奥斯特实验说明了电可以生磁，英国科学家法拉第发现磁可以产生电.
2、阅读课本P138什么情况下磁能生电部分，回答下列问题：
（1）本实验应选择哪些实验器材？
为什么？
还需要补充实验器材吗？
答案：
根据研究的对象，需要有磁体和导线；检验电路中是否有电流需要有电流表；控制电路必须有开关。
还要有直导线、铁架台、细线等。
（2）如何获得磁场？
答案：
磁体周围有磁场，利用磁体可以获得磁场。
（3）电路中有电流的条件是什么？
答案：
电路中有电流，电路要闭合，还需要电源。
（4）在图20.5-1的电路中，谁是电源呢？
答案：
磁场中的导线。
3、进行实验
（1）让导线在磁场中静止，换用不同强度的永磁体，发现电流表的示数不变；用多匝数导线线圈进行实验，线圈扔保持静止，发现电流表的示数不变，说明了什么？
答案：
导线在磁场中静止，电路中不会产生电流。
（2）改进实验方案，固定磁体不变，观察到当导体沿着磁场方向运动时，电路中没有电流。
当导线在磁场中水平运动、斜运动都会产生电流。
把磁感线想象成一根根线，把导线想象成一把刀，总结一下闭合电路中产生电流的条件。
答案：
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。
（3）填一填：
由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
（4）实验记录分析
分析实验记录,可以得出实验结论：
①产生感应电流的条件：
闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动 ;
②影响感应电流方向的因素：
导体切割磁感线方向和磁场方向 。
4、在电磁感应实验中能量是如何转化的呢？
实验中消耗了什么能量，获得了什么能量？
你能在实际生活中举出机械能转化为电能的实例吗？
答案：
实验中消耗的是机械能，获得了电能，电磁感应实验中把机械能转化为电能。
发电机是把机械能转化为电能的装置。
温馨提示：
在电磁感应的实验中，如果电路不是闭合的，是断开的，电路中没有感应电流，但有感应电压。
二、发电机
1、观察课本P139图20.5-3手摇发电机，主要构造有线圈、U形磁体等。
2、把手摇发电机与灯泡连接起来，摇动把手，观察到灯泡发光，说明电路中有了电流；把手摇发电机与电流表连接起来，摇动把手，观察到电流表指针随着线圈的转动而左右摇摆，说明了发电机发出的电流大小和方向是变化的。
3、观察课本P140图20.5-4，把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，摇动把手，观察到二极管在交替发光，这进一步说明手摇发电产生的电流方向是变化的。
4、阅读课本P140，填一填：
交流电
（1）定义：
电路中产生的___交变__电流。
（2）频率：
交流电在1s内完成_周期性变化__的次数。
（3）国标：
我国交流电频率为__50_Hz,即每秒钟完成_50__个周期性变化,电流方向改变_100__次。
5、议一议：
交流和直流电有什么区别？
答案：
交流电的电流方向是变化的，而直流电的电流方向不变。
6、观察课本P140图20.5-5，填一填：
外力带动的线圈在磁场中转动时，
线圈的ab边向下运动，cd边向上运动,两个边分别切割磁感线，且切割的方向相反，所以它们产生的感应电流方向也相反，使线圈沿着某一个方向向外输出电流。
当线圈转过图中的这个位置时，两边切割磁感线的方向变成了倾斜的方向，使得切割磁感线的条数减少，故产生的感应电流就减小。
当线圈转过了180度以后，线圈的ab边向上运动，cd边向下运动,每条边的运动方向与原来相反，故它们产生感应电流的方向
也会相反，因此向外输出大小和方向都变化的交流电。
7、阅读课本P140最后两段，填一填：
发电机
（1）原理：
根据__电磁感应___现象制成的。
（2）构造：
主要由__定子___和__转子___两部分组成。
（3）能量转化：
_机械____能转化为_电__能。
温馨提示：
发电机线圈中产生的是交流电，发电机加上换向器后能输出直流电。
【合作交流】
1.在课本图20.5-1的实验中,产生的感应电流非常小,如何感知?
怎样感知感应电流的方向?
答案：
靠灵敏电流计指针的偏转 靠灵敏电流计指针的偏转方向,若向右偏,则电流从灵敏电流表的正接线柱流入;若向左偏,则反之。
2、实验中,由于产生的感应电流较小,应采取怎样的措施使现象明显?
答案：
①要尽可能选用磁性强的蹄形磁体。
②可用导线制成匝数很多的线圈代替单根导线。
③切割磁感线时,要垂直且尽量快速。
3、如图，导线固定不动，移动磁铁，在电路中会产生感应电流吗？
为什么？
【点拨】运动是相对的，导线固定不动，移动磁铁与磁体固定不动，移动导线效果是相同的。
答案：
会因为当磁体运动时，线圈相对于磁场也是运动的，并且在做切割磁感线，所以会产生感应电流。
4、电池给灯泡供电和手摇发电机给灯泡供电，有什么不同？
答案：
电池是直流电源，给灯泡供电时电流的方向不变，灯泡的亮度恒定；手揺发电机供电时电流的方向不不断变化，灯的亮度变化。
5、下图是话筒的示意图，说明动圈式话筒的原理
【点拨】动圈式话筒的工作原理是利用电磁感应。
答案：
当人说话发出的声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈随着一起在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线，从而产生感应电流，感应电流的大小和方向都随着声音的变化而变化，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中发出放大的声音。
【效果展示】
1.在探究“感应电流产生条件”的实验中,将导体ab水平置于蹄形磁铁的磁场中,如图所示。
闭合开关后,能使灵敏电流计的指针发生偏转的做法是（ D ）
A.让蹄形磁铁静止,导体ab也保持静止
B.让蹄形磁铁静止,导体ab在竖直方向上下运动
C.让导体ab静止,蹄形磁铁在竖直方向上下运动
D.让导体ab静止,蹄形磁铁沿水平方向左右运动
2.关于电磁感应现象,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
B.感应电流的方向只跟导体运动方向有关
C.感应电流的方向只跟磁场方向有关
D.导体在磁场中运动,能够产生感应电流
3、下列设备中利用电磁感应原理工作的是（ D ）
4、如图所示是实验室用的手摇发电机,在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表,缓慢转动线圈,观察电流表指针摆动的方向：
_左右摆动__,这说明_电流的方向是变化的（或发电机发的电是交流电）__。
要使小灯泡变亮,可以采用的方法和措施：
（1）_快速转动线圈_;
（2）__增强磁场（或增加线圈的匝数）___。
5、（2015济宁）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路．
（1）要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是 导体棒水平向右运动 ．
（2）要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法．
方法一：
调换N极S极位置 ；
方法二：
改变导体棒运动方向
6、（2016淮北五校一摸）用图示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
（1）实验中,通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 来判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中__有__（选填“有”或“无”）感应电流。
（3）在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。
请提出一条改进措施：
将导体ab换成多匝线圈;使用磁性更强的磁铁;增大导体ab切割磁感线运动的速度 。
（4）该实验的结论：
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。
【助你学习】
1、判断电路中是否产生感应电流的方法
（1）利用实验装置图判断：
电路特点是电路中没有电源;
（2）利用产生感应电流的条件判断：
闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,二者缺一不可。
2、区分电动机与发电机原理图的方法
判断是电动机原理图还是发电机原理图,方法是看电路中有电源还是有电流表或灯泡等用电器。
如果有电源说明是先有电而后动,所以是电动机原理图;若有电流表说明是动起来后才有了电流,所以是发电机原理图。
知识擂台
【课时达标】
选题测控表
知识点
题号
电磁感应
1、2、4、6、7、8、9、10、12
发电机
3、5、8、11
1.如图所示,在磁场中悬挂一根导体ab,闭合开关,不能使电路里产生电流的做法是（C）
A.导体ab不动,磁体向右运动
B.磁体不动,导体ab向右运动
C.磁体不动,导体ab竖直向上运动
D.磁体不动,导体ab斜向上运动
【解析】电路中已组成了闭合回路,则只需判定导体是不是切割磁感线即可。
分析：
ab虽不动,但由于磁体向右运动,导体也会切割磁感线,A项可产生电流;ab向右运动,导体切割磁感线,B项可产生电流;ab竖直向上运动时,运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,C项不能产生感应电流;ab斜向上运动时,导体仍切割磁感线运动,仍能产生感应电流。
D项可产生电流。
2、（2015济南）右图所示是一种环保型手电筒.使用它时只要将它来回摇晃.就能使灯泡发光。
下列四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是（A）
解析：
环保型手电筒，使用它时来回摇晃，线圈在磁场里做切割磁感线运动，产生感应电流，使灯泡发光，属于电磁感应现象，图A是研究电磁感应现象的装置。
3.如图是一款手压照明手电筒,具有绿色、环保、节能、安全的特点。
用力压手电筒的手柄时,通过塑料齿轮带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。
工作原理跟它相同的是（ A ）
A.发电机 B.电动机 C.验钞机 D.照相机
【解析】由题意可知,当按压手柄时带动齿轮转动,而齿轮又带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。
可知该手电筒是利用电磁感应原理工作的,故选A。
4.我们唱卡拉OK时,要用到话筒。
如图是动圈式话筒构造示意图,其工作原理是（B）
A.电流周围存在磁场
B.电磁感应现象
C.磁场对通电导线有力的作用
D.电能转化为机械能
【解析】人对着话筒说话时,会引起话筒内的线圈振动,即做切割磁感线运动,产生感应电流,所以话筒利用了电磁感应原理。
5.如图所示是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说法中正确的是（A）
A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向
【解析】直流发电机是电磁感应现象的应用,线圈在磁场里转动的过程中,ab和cd边切割磁感线的方向不断改变,所以产生的电流是交流电,向外供电的时候,由于有换向器,换向器改变了电流的方向,所以向外供出的是直流电,故选A。
6、如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边。
可使如图甲所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图乙中的（A）
【解析】要使小磁针向不同的方向偏转，需要改变通电螺线管中电流的方向，即产生的感应电流的方向。
A图中磁场方向不变，只改变导体切割磁感线方向，产生的感应电流的方向会改变，小磁针会向不同的方向偏转。
B、C两图中导体上下运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流，小磁针N极不会转至左边。
D图中磁场方向和导体切割磁感线的方向同时改变，产生的感应电流的方向不变，小磁针偏转方向不变。
7、（2015临沂）通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识．还知道了很多物理学家及他们对物理学作出的贡献．如：
奥斯特发现了 电生磁 ．首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了 电磁感应 现象．进一步揭示了电与磁的联系，开辟了人类的电气时代．
解析：
奥斯特发现了电生磁，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系，导致了发电机的发明．
8、（2015娄底）在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到灵敏电流表上．当铜棒向左运动时，电流表的指针将发生偏转（转），写出应用该原理制成的一种设备发电机。
解析：
当铜棒向左运动时，导体切割磁感线，有感应电流产生，电流表的指针将发生偏转，用该原理可制成发电机。
9、如图是某中学生发明的一款便携风力发电机，以保护套的形式套在手机外面，利用风为手机充电。
它主要由风力机和发电机两部分组成，其中风力机实现把风能转化成叶片的__机械能____，发电机利用__电磁感应__的工作原理再把它转化为电能。
【解析】风力发电机工作时，风推动叶片转动，风力机将风能转化为叶片的机械能；发电机的工作原理是电磁感应现象：
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。
发电机把机械能转化为电能。
10、（2015福州）小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：
__电路中产生电流__。
（2）将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向左偏转（选填“左”或“右”）。
（3）通过前两步实验，可得出感应电流的方向与磁体运动方向有关。
【解析】
（1）灵敏电流计指针偏转，说明电路中有电流；
（2）磁体插入时，电流计指针右偏，根据感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关，磁体向外拔出时，磁场方向不变，改变了切割磁感线的方向，所以感应电流方向改变。
（3）磁体插入、拔出时，线圈与磁体的相对运动方向相反，产生的感应电流的方向相反，说明感应电流的方向与磁体运动方向有关。
11、学校实验室开放时,同学们对手摇发电机非常感兴趣,他们想：
发电机产生的感应电流大小跟哪些因素有关呢?
于是他们开展了探究,以下是他们所用的发电机（如图所示）和实验记录表：
实验序号
线圈转速
线圈转向
灯泡亮度
1
2
3
（1）根据设计的空白表格可知,他们准备研究发电机产生感应电流的大小与
线圈转速 和 线圈转向 的关系。
（2）手摇发电机在发电时将 机械 能转化为电能。
（3）手摇发电机的工作原理是 电磁感应 。
【解析】由空白表格可以看出,该实验准备探究感应电流大小与线圈转速和线圈转向的关系;手摇发电机在发电时将机械能转化为电能;手摇发电机的工作原理是电磁感应。
12、（2015厦门）如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变。
（1）如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab 没有切割磁感线运动 。
（2）如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为 没有闭合开关 。
（3）如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动，但没有 切割磁感线运动 。
（4）分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：
闭合电路 的部分导体，在磁场中做 切割磁感线 运动。
【解析】产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体必须做切割磁感线运动。
（1）图甲的电流表指针不偏转，说明没有电流，因为导体没有切割磁感线运动;
（2）图乙的导体在磁场中做切割磁感线运动，但开关没闭合，电路不是通路，电流表指针不偏转;（3）图丙的运动没有切割磁感线，指针不偏转;（4）根据电磁感应原理，产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体必须做切割磁感线运动。
【对接中考】
选题测控表
本节中考常考知识点
考查角度
题号
电磁感应
（1）利用控制变量法分析实验现象或图形；
（2）对切割磁感线的理解；（3）感应电流产生的条件
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