人教版九年级物理第二十章第五节205磁生电学案+基础训练+提高训练+拓展训练.docx
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人教版九年级物理第二十章第五节205磁生电学案+基础训练+提高训练+拓展训练
磁生电（第1课时）
【学习目标】
1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2．知道产生感应电流的条件，能对导体中有无感应电流做出判断。
【重点难点】
电磁感应现象，感应电流。
【学习过程】
回顾：
1．丹麦物理学家证实电流的周围存在磁场，电流的磁场方向与有关。
2．电动机的工作原理：
。
电动机的实质是能转化为能。
3．直流电动机是由、、、组成的。
一、前置学习
1．回顾旧知，学习新知
2
．实验探究：
什么情况下磁可以生电，电流方向跟哪些因素有关？
（1）按照课本完成课本探究实验，完成下列实验现象及记录表格：
序号
实验条件
电流表指针反应
1
置闭合电路的部分导体于磁场中，且保持导体与磁场相对静止。
2
更换强磁体，增强磁场，仍保持导体与磁场相对静止。
3
把单根导线换成匝数很多的线圈，仍保持导体与磁场相对静止。
4
维持上实验器材不变，使导线在磁场中沿不同方向运动。
5
导体向不同的方向运动，观察电流表指针偏转方向
6
导体运动方向不变，改变磁场方向，观察电流表指针偏转方向。
归纳：
1．叫电磁感应现象，叫感应电流。
2．闭合电路中产生感应电流的条件是：
感应电流方向跟导体、有关。
二、合作探究
在如下图中，“○”表示闭合电路的一部分导体的横截面。
试根据甲图所示的情形，标出乙图、丙图、丁图所示情形中的感应电流方向。
若电流垂直纸面向里，用“×”表示；若电流垂直纸面向外，用“·”表示。
在图上的○中标出感应电流的方向。
三、展示交流
1．法拉第在奥斯特发现“电生磁”的启示下，利用逆向思维提出了假设：
，并经过十年的探索终于发现了现象。
2．关于闭合电路的部分导体在磁场中运动而产生感应电流的说法正确的是（）
A．做任何运动时，都会有感应电流
B．与磁体做相对运动时，一定有感应电流
C．沿磁感线运动时，一定有感应电流
D．切割磁感线运动时，一定有感应电流
3．在图上的○中标出感应电流的方向。
四、达标拓展
1．发现了电流的磁场之后，法拉第发现了现象，进一步揭示了电和磁的联系，导致了的发明，实现了能转化为能。
2．电与磁的联系可以由以下三个实验来证实：
（1）如下左图所示，图中显示的是实验，它证明了通电导体周围有。
（2）如下中图所示实验证实了，实验过程中是能转化成能，它的应用实例是。
（3）如下右图所示，实验证实了，实验过程中是能转化成能，它的应用实例是。
3．我国交流电的频率赫兹。
可知，在每秒钟内电流的方向变化了次，周期为s。
4．的一部分导体在磁场中做运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做，产生的电流叫做。
5．麦克风的工作过程是：
声音使空气振动从而使话筒中的振动，带动与之相连的线圈，线圈是套在上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的，通过其他元件再转换成声音播出来。
五、教学评价
六、教学反思
磁生电（第2课时）
【学习目标】
1．知道发电机的原理，了解交流电的初步知识。
2．能区别直流电和交流电，知道我国生产和生活衣长的交流电的频率。
3．理解麦克风和录音机放音、录音工作原理。
【重点难点】
1．发电机的基本构造与原理。
2．应用原理分析问题——麦克风和录音机放音、录音工作原理。
【学习过程】
一、前置学习
回顾：
闭合电路中的部分导体在磁场中做，在导体中产生的现象叫电磁感应现象，电磁感应现象中产生的电流称。
其方向与和方向都有关系。
二、合作探究：
发电机
1．观察手摇发电机发电
（1）摇动手柄时，小风扇会，说明电路中有产生。
（1）快速和慢速摇动手柄时，风扇转动速度，摇动时风扇转得更快些。
2．填一填：
（1）发电机工作原理：
。
工作过程中，能转化为。
（2）工作过程：
交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是流电。
交流发电机通过向外电路输出交流电。
直流发电机通过向外输出直流电。
（3）交流电和直流电
交流电：
。
定义：
。
直流电：
。
定义：
。
（4）交流发电机由和两部分组成。
不动旋转的发电机叫旋转磁极式发电机。
（5）我国家庭电路使用的是电。
电压是周期是频率是电流方向1s改变次。
三、知识拓展
1．麦克风
麦克风（话筒）是怎样利用电磁感应，把声音信号转化为电信号的？
麦克风和扬声器的区别是什么？
2．磁记录信息
进行“磁记录”时，利用了哪一种电磁现象？
读取“磁记录”时，利用了哪一种电磁现象？
四、当堂检测
1．关于产生感应电流的说法中，正确的是（ ）
A．闭合导体在磁场中运动时，导体中会产生感生电流
B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流
C．闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时，导体中产生感应电流
D．感应电流的方向与磁感线的方向．导体切割磁力线的运动方向无关
2．下列对感应电流大小无影响的因素是（ ）
A．线圈的匝数
B．磁场的方向
C．磁场的强弱
D．线圈的转速
3．英国科学家法拉第（）
A．发现了电流具有热效应
B．用实验证明了电流的周围存在着磁场
C．发现了电磁感应现象
D．发现了通电导体在磁场中要受到力的作用
4．要使感应电流的方向相反，可采用的措施有（）
A．把磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都反过来
B．保持导体切割磁感线运动的方向不变，把磁场方向反过来
C．将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都不改变
D．增加切割磁感线的导线的长度
5．关于直流电动机和发电机的几种说法中，不正确的是（）
A．电动机是把机械能转化为电能的装置
B．电动机是利用通电线圈在磁场中转动的原理工作的
C．发电机是把机械能转化为电能的装置
D．发电机是利用电磁感应原理工作的
6．下列有关电磁现象的说法中，正确的是（）
A．磁场对放入其中的磁体没有力的作用
B．发电机是根据电磁感应现象制成的
C．奥斯特实验说明导体周围存在磁场
D．电动机工作时，机械能转化为电能
7．如图中，小圆圈分别表示闭合电路中的一部分导体的横截面，v表示运动方向，按图A的规律，请分别标出图B．C．D．E中感应电流的方向。
5、教学评价
基础训练
一、填空题
1．英国物理学家法拉第1831年首先用实验的方法发现了 现象，这一重大发现使人类实现了将 能转化为 能的愿望。
2．电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探究过程，这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是 电路中的 导体，在 中做 的运动时，导体中才会有电流产生，这种电流称为 。
3．实验表明，感应电流的方向不仅跟 方向有关，还跟 方向有关，在上述两个因素中，如果其中之一的方向改变，则感应电流的方向将 ，如果两者的方向都改变，则感应电流的方向将 。
4．发电机是根据 现象而设计制造的，发电机的诞生实现了 能向 能的转化。
5．如图所示，两同学甩动与电流表相连的长导线，发现电流表的指针来回摆动。
（1）这种现象叫做 现象，这是由物理学家 最早发现的。
（2）产生感应电流的磁场是由 提供的。
二、选择题
6．在如图所示的四位科学家中，发现电磁感应的是（）
法拉第焦耳安培欧姆
ABCD
7．如图所示，导体AB水平置于蹄形磁铁的磁场中。
闭合开关后，导体AB在下列运动情况中，能使图中小量程电流表指针发生偏转的是（）
A．静止不动
B．水平向右运动
C．竖直向上运动
D．竖直向下运动
8．如图是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音。
下列设备与动圈式话筒工作原理相同的是（）
A．电钳B．电饭锅C．电动机D．发电机
9．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．发电机B．电动机C．验钞机D．照相机
三、实验题
10．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）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＿＿＿＿和＿＿＿＿有关。
（2）手摇发电机在发电时将＿＿＿＿能转化为电能。
（3）手摇发电机的工作原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
11．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，导线AB跟电流表组成闭合电路。
某同学探究导线在磁场中产生感应电流的条件后，想利用该装置对感应电流的强弱和方向做进一步的探究。
该同学提出了猜想：
①感应电流的大小可能与磁场的强弱有关；②感应电流的大小可能与导线切割磁感线运动的速度有关。
除此以外你还有什么不同的猜想？
（1）你的猜想是：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（2）写出验证你的猜想的主要实验步骤：
（3）如何判断你的猜想是否正确？
【答案】
1．电磁感应；机械；电
2．闭合；部分；磁场；切割磁感线；感应电流
3．磁场；切割磁感线运动；改变；不变
4．电磁感应；机械；电
5．
（1）电磁感应；法拉第
（2）地磁场
6．A
7．B
8．Ｄ
9．A
10．
（1）线圈转速线圈转向
（2）机械（3）电磁感应现象
11．
（1）感应电流的大小可能与切割磁场的导线匝数有关（其他猜想可行均可）
（2）将闭合电路中的匝数少的导线以某一大小的速度沿水平方向切割磁感线，观察电流表的指针偏转的角度；然后换用匝数多的导线重复上述实验3～4次（注意速度要与上次相同，方向要相同
（3）比较每次指针偏转的角度大小，若差不多，说明感应电流的大小与匝数无关；若相差较大，说明感应电流的大小与匝数有关。
提高训练
一、填空题
1．如图所示，让金属a、b水平向右运动时，灵敏电流计指针摆动。
此实验装置是研究的，__________机就是利用这种现象制成的。
将磁极上下对调，其他不变，观察指针摆动情况，这样操作是为了研究。
2．微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中__________能转化为动能．拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是__________生电的现象，人们利用这一原理制成了__________（发电机/电动机）。
3．如图所示的手摇发电机模型是利用＿＿＿＿原理发电的。
摇动手柄，线圈在＿＿＿＿中转动，把＿＿＿＿＿能转化为电能，供小灯泡发光。
4．
（1）如图所示，当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时，观察到小量程电流表的指针会摆动。
随着对这种现象的深入研究，人们发明制造了＿＿＿＿＿机，实现了＿＿＿＿＿＿能向电能的转化。
（2）如图是一种“手摇充电式电筒”，握住它上下摇动就能自动充电。
从透明外壳可观察到内部有固定线圈；摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动。
据此猜测，这种电筒的制造原理是＿＿＿＿＿＿，其中那个滑动的物块是＿＿＿＿＿＿。
二、选择题
5．为了探究“什么情况下磁可以生电”，小华组装了如图所示的实验装置，图中ab是一根细铜直导线。
闭合开关，当ab沿竖直方向上下运动时，电流表指针没有发生偏转。
下列分析正确的是（）
A．感应电流太小，无法使电流表指针发生偏转
B．铜直导线太细，应换用较粗的铜棒
C．应该把ab改为左右运动
D．应该把磁体的N、S极对调
6．下列的四幅图中，能反映发电机工作原理的是（）
7．如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，通过尝试，下列情况中能够使电流表指针发生偏转的是（）
A．蹄形磁铁固定不动，导线ab沿ab方向向内运动
B．蹄形磁铁固定不动，导线ab沿ba方向向外运动
C．蹄形磁铁固定不动，导线ab沿竖直方向向下运动
D．蹄形磁铁固定不动，导线ab沿垂直于ab方向向左运动
8．如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置。
回顾探究过程，以下说法正确的是（）
A．让导线ab在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电流计指针偏转角度越大
B．用匝数较多的线圈代替单根导线ab，且使线圈在磁场中静止，这时灵敏电流计指针偏转角度增大
C．蹄形磁体固定不动．当导线ab沿水平方向左右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转
D．蹄形磁体固定不动，当导线ab沿竖直方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转
三、实验题
9．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”实验装置。
铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路。
（1）闭合开关后，使铜棒ab上下运动，电流表指针__________（填“能”或“不能”）发生偏转。
（2）要使电流表指针发生偏转，铜棒ab应_______运动，这是一种_______现象，利用这一原理可制成____________________________________。
（3）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。
方法一：
_________________________________________________________________
方法二：
_________________________________________________________________
10．如图所示是探究电磁感应现象的装置。
（1）闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针___________（选填“偏转”或“不偏转”）。
（2）利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：
实验
序号
磁场
方向
导体切割磁
感线方向
灵敏电流计指
针偏转方向
①
向下
向右
向左
②
向上
向右
向右
③
向下
向左
向右
④
向上
向左
向左
在上述四次实验中，比较___________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关。
比较___________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变.
（3）在探究中还发现，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与___________有关。
（4）有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关。
请你写出简要做法：
___________如何判断：
___________。
（5）如图所示是实验室用到的手摇发电机模型，将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针___________（选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），这表明该发电机模型发出的电是___________（选填“交流电”或“直流电”）。
11．小明学习了电磁感应现象后，就想：
产生的感应电流的大小与什么有关呢？
他找了几个要好的同学开始了讨论和猜想：
既然运动有快慢之分、磁场有强弱之分，那么感应电流的大小是否与这两者有关呢？
于是他们开始做实验，首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置（如图）重新安装了仪器，并且准备了磁性强弱不同的磁铁，以便改变磁场的强弱，闭合电路后，他先改变导体在磁场中运动的快慢，观察电流表指针摆动幅度的大小。
实验发现：
导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大，电流表指针摆动的幅度越大；然后，他又保持导体运动的快慢不变，换用磁性强的磁铁来做实验，发现磁性越强，电流表指针摆动的幅度越大。
对于这么重大的发现，他高兴不已。
（1）小明从自己的实验中能得出什么结论？
（2）他们在实验中主要用到了哪两种研究方法？
（3）要产生更大的电流可以采用哪些措施？
（4）请你解释一下为什么手摇发电机的手柄摇得越快，灯泡越亮？
【答案】
1．电磁感应发电机感应电流的方向与磁场方向的关系
2．电磁发电机
3．电磁感应磁场动
4．
（1）发电机械
（2）电磁感应磁铁
5．C
6．A
7．D
8．C
9．
（1）不能
（2）沿水平方向运动（斜向上或斜向下）电磁感应发动机
（3）方法一：
改变磁场方向改变磁场方向；方法二：
改变切割磁感线的运动方向
10．
（1）不偏转
（2）①和②（或③和④）①和④（或②和③）
（3）切割磁感线的速度
（4）做法：
①让导体AB在磁场中以一定的水平速度做切割磁感线的运动，观察灵敏电流计指针的偏转角度；
②改变磁场的强弱，让导体AB在磁场中以相同的水平速度做切割磁感线的运动，观察灵敏电流计指针的偏转角度。
判断：
若两次灵敏电流计指针的偏转角度不同，则说明感应电流的大小与磁场强弱有关；若两次灵敏电流计指针的偏转角度相同，则说明感应电流的大小与磁场强弱无关。
（5）左右摆动交流电（或：
向一侧摆动直流电）
11．
（1）闭合电路中部分导体在磁场中做切割磁感线时会产生感应电流。
（2）控制变量法转换法
（3）增大磁铁的磁性或导体在磁场中切割磁感线运动速度加快。
（4）根据实验现象：
磁铁的磁性不变，导体在磁场中切割磁感线运动速度越大，电流表指针摆动的幅度越大。
说明切割磁感线运动速度越快产生的电流越大，因此手摇发电机手柄摇得越快，电流越大，灯泡越亮。
拓展训练
一、填空题
1．发电机是利用电磁感应现象制成的，我国发电厂发出的交流电的频率是_______Hz。
电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的，要改变通电导体在磁场中的受力方向，可以通过改变磁场方向或改变___________方向来实现。
2．如图所示，质量、形状相同的铝线框A和塑料线框B从同一高度自由下落并经过某一磁场区域（“×”代表磁感线垂直于纸面向里）。
若不计空气阻力，两线框落地时具有的动能分别为EA和EB，则EA和EB大小关系是____________。
二、选择题
3．如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，它在磁场中沿图示的方向运动时，哪种情况下不会产生感应电流（）
ABCD
4．关于下面四个说法正确的是（）
A．图甲是电动机原理装置图
B．图乙是发动机装置图
C．图丙中的动圈式话筒是利用电流的磁效应制成的
D．图丁是安培定则判断通电螺线管的极性
5．为了防止考试作弊，监考人员利用手柄式金属探测器对考生进行检查（如图），当探测线圈靠近金属物体时，由于电磁感应现象产生电流，并把它转换成声音信号，根据声音有无，判断考生是否携带金属物体，以下选项中也是利用该原理工作的是（）
A．电动机B．电磁波C．电灯D．动圈式话筒
6．据美媒体报道，在此前美国刚刚宣布恐怖组织头目本·拉登已死之后，NBA联盟就准备在即将开始的季后赛半决赛中使用金属探测器，以防止恐怖组织的报复行动。
当推测线圈靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。
下图中能够反映其工作原理的是（）
A．B．C．D．
7．如下图所示，以下四种措施不能使电流表指针偏转的是（）
A．将条形磁铁向下插入线圈
B．将条形磁铁从线圈中抽出
C．让条形磁铁静止在线圈中
D．条形磁铁静止而将线圈向上移动
三、计算题
8．如果全球持续变暖，在不久的将来，人类可能会面临着大量物种的消失、能源危机及海平面上升等问题。
科学家设计了一种“水上漂浮房”来应对这种变化。
“水上漂浮房”是由可回收的木材、金属、塑料、布和其它材料做成的。
总质量1000t。
这种漂浮房设有立体农业园，里面有肥沃的土壤，种有蔬菜，养有家禽等，所需的电能由太阳能电池板或风力发电机提供。
（1）从生态学角度分析，“水上漂浮房”上的立体农业园其实是一个＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）如果太阳能电池板输出的电压为110V，供给一盏“220V40W”的白炽灯使用，不计灯丝电阻的变化，则白炽灯的实际功率是＿＿＿＿W。
（3）按照总质量计算，静止在水面上的“水上漂浮房”受到的浮力是多少N？
排开水的体积是多少m3？
（g取10N/kg，ρ水取1.0
103kg/m3）
9．阅读短文，回答问题。
风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。
蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久。
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类．太阳能和风能都属于＿＿＿＿。
A．二次能源B．可再生能源C．常规能源D．非清洁能源
（2）风力发电机是根据＿＿＿＿＿原理发电的。
利用风力发电时，是将＿＿能转化为＿＿能。
（3）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为＿＿＿＿＿W。
（4）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W，此时风速为＿＿＿m/s。
（5）充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为100W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过＿＿＿＿＿h。
（6）某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V70W”，路灯共1000盏，每天正常工作10h，则一天消耗的电能为＿＿＿＿kW·h。
如果用烧煤发出的电对该道路的路灯供电，已知煤电转换关系为β=380g/（kW·h），则一个月需要烧煤＿＿＿＿t（一个月以30天计）。
10．目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：
该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。
某种型号的风光互补路灯技术参数如下：
风力发电
额定功率
风力发电
额定风速
风力发电机
启动风速
路灯
额定电压
路灯
额定功率
太阳能电池板
平均输出功率
260W
8m/s
3m/s
24V
60W
100W
（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。
（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（s·m2）（1s辐射在每1m2上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？
（3）在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少kW·h？
（4）已知风力发
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