1、第二節科學探究:怎樣產生感應電流【體驗體驗】電磁感應現象電磁感應現象活動活動: :準備插頭、微風扇、發光二極管。準備插頭、微風扇、發光二極管。活動活動1:1:將發光二極管接在微風扇的插頭將發光二極管接在微風扇的插頭處處, ,用手旋轉葉片用手旋轉葉片; ;活動活動2:2:用手指捏緊插頭的兩極用手指捏緊插頭的兩極, ,旋轉葉旋轉葉片片; ;(1)(1)活動活動1 1手轉動葉片手轉動葉片, ,發現二極管發現二極管, ,說明電路中說明電路中。(2)(2)活動活動2 2用手捏緊插頭的兩極時用手捏緊插頭的兩極時, ,手會感覺到手會感覺到, ,說明電路中說明電路中。提示提示: :(1)(1)發光有電流通過發

2、光有電流通過(2)(2)發麻有電流通過發麻有電流通過1.1.產生感應電流的條件是什么產生感應電流的條件是什么? ?2.2.什么是電磁感應現象什么是電磁感應現象? ?什么是感應電流什么是感應電流? ?3.3.發電機的原理是什么發電機的原理是什么? ?探究探究1 1 電磁感應現象電磁感應現象結合結合“體驗體驗”中的活動中的活動, ,思考以下問題思考以下問題: :1.1.猜想與假設猜想與假設: :線圈在磁場中轉動才能發出電來線圈在磁場中轉動才能發出電來, ,由此可以猜想由此可以猜想: :發電機發電可能與線圈在磁場中的發電機發電可能與線圈在磁場中的有關。有關。參考答案參考答案: :運動運動2.2.實驗

3、方法實驗方法: :(1)(1)電流是看不到、摸不著的電流是看不到、摸不著的, ,所以在實驗中利用所以在實驗中利用法法, ,根根據據來判斷是否有感應電流。來判斷是否有感應電流。(2)(2)導體在磁場中產生的感應電流可能與多個因素有關導體在磁場中產生的感應電流可能與多個因素有關, ,故在實故在實驗時需利用驗時需利用法。法。參考答案參考答案: :(1)(1)轉化靈敏電流計的指針是否偏轉轉化靈敏電流計的指針是否偏轉(2)(2)控制變量控制變量3.3.實驗設計實驗設計: :如甲圖所示如甲圖所示(1)(1)探究感應電流產生的條件探究感應電流產生的條件思路思路: :在乙圖中畫出磁體的磁感線。讓導體在磁場中運

4、動方在乙圖中畫出磁體的磁感線。讓導體在磁場中運動方向和磁感線方向向和磁感線方向, ,觀察靈敏電流計的指針是否偏轉。觀察靈敏電流計的指針是否偏轉。使導體沿與磁感線方向使導體沿與磁感線方向的方向運動的方向運動, ,觀察靈敏電流觀察靈敏電流計的指針是否偏轉。計的指針是否偏轉。參考答案參考答案: :平行垂直平行垂直(2)(2)探究影響感應電流的方向的因素探究影響感應電流的方向的因素: :思路思路: :保持磁體的磁場方向不變保持磁體的磁場方向不變, ,改變改變, ,觀察靈敏電觀察靈敏電流計指針的偏轉方向。流計指針的偏轉方向。保持導體運動方向不變保持導體運動方向不變, ,改變改變, ,觀察靈敏電流計指針觀

5、察靈敏電流計指針的偏轉方向。的偏轉方向。參考答案參考答案: :導體運動的方向磁體的磁場方向導體運動的方向磁體的磁場方向4.4.實驗數據及分析實驗數據及分析: :序號序號磁體磁磁體磁場方向場方向導體運導體運動方向動方向靈敏電流計指靈敏電流計指針偏轉情況針偏轉情況1 1向下向下上下運動上下運動不偏轉不偏轉2 2向下向下向左運動向左運動向右偏轉向右偏轉3 3向下向下向右運動向右運動向左偏轉向左偏轉4 4向上向上向左運動向左運動向左偏轉向左偏轉5 5向上向上向右運動向右運動向右偏轉向右偏轉分析實驗記錄分析實驗記錄, ,可以得出實驗結論可以得出實驗結論: :(1)(1)產生感應電流的條件產生感應電流的條

6、件:_:_(2)(2)影響感應電流方向的因素影響感應電流方向的因素:_:_參考答案參考答案: :(1)(1)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動動(2)(2)磁場的方向、導體運動的方向磁場的方向、導體運動的方向5.5.交流與評估交流與評估: :(1)(1)如果導體的運動方向與磁感線方向不垂直如果導體的運動方向與磁感線方向不垂直, ,導體中能產生感導體中能產生感應電流嗎應電流嗎? ?參考答案參考答案: :能能(2)(2)如果導體不動如果導體不動, ,移動移動U U形磁鐵形磁鐵, ,導體中能產生感應電流嗎導體中能產生感應電流嗎? ?參考答案參考答案

7、: :能能(3)(3)上述實驗過程中能量是如何轉化的上述實驗過程中能量是如何轉化的? ?參考答案參考答案: :機械能轉化為電能機械能轉化為電能探究探究2 2 發電機原理發電機原理1.1.在線圈轉動過程中在線圈轉動過程中, ,何時不切割磁感線何時不切割磁感線? ?此時線圈中能產生感此時線圈中能產生感應電流嗎應電流嗎? ?提示提示: :當線圈平面與磁感線垂直時當線圈平面與磁感線垂直時, ,線圈的上、下兩個邊的運動線圈的上、下兩個邊的運動方向與磁感線平行方向與磁感線平行, ,此時線圈不切割磁感線此時線圈不切割磁感線, ,線圈中沒有感應電線圈中沒有感應電流產生。流產生。參考答案參考答案: :線圈平面與

8、磁感線垂直時不能線圈平面與磁感線垂直時不能2.2.線圈在線圈在時切割磁感線。時切割磁感線。提示提示: :當線圈轉過平衡位置時當線圈轉過平衡位置時, ,線圈兩邊做切割磁感線運動線圈兩邊做切割磁感線運動, ,閉閉合回路中就產生了電流。合回路中就產生了電流。參考答案參考答案: :轉過平衡位置轉過平衡位置3.(b)3.(b)、(d)(d)兩圖中兩圖中, ,線圈線圈ABAB邊的電流方向一樣嗎邊的電流方向一樣嗎? ?提示提示: :(b)(b)圖中圖中,AB,AB邊運動方向向上邊運動方向向上,CD,CD邊運動方向向下邊運動方向向下, ,切割磁切割磁感線感線, ,產生感應電流產生感應電流;(d);(d)圖中圖

9、中ABAB邊運動方向向下邊運動方向向下,CD,CD邊運動方向邊運動方向向上向上, ,由于運動方向和由于運動方向和(b)(b)圖中相反圖中相反, ,在磁感線方向不變的情況在磁感線方向不變的情況下產生的電流方向是相反的。下產生的電流方向是相反的。參考答案參考答案: :不一樣不一樣4.4.在線圈勻速連續轉動的過程中在線圈勻速連續轉動的過程中, ,每轉過一周每轉過一周, ,線圈中電流的方線圈中電流的方向改變的次數為向改變的次數為次。所產生的電流是次。所產生的電流是電。電。提示提示: :線圈轉動一周線圈轉動一周, ,線圈每條邊切割磁感線的方向改變兩次線圈每條邊切割磁感線的方向改變兩次, ,產生感應電流的

10、方向也會改變兩次產生感應電流的方向也會改變兩次, ,因此產生的電流屬于交流因此產生的電流屬于交流電。電。參考答案參考答案: :兩交流兩交流一、電磁感應一、電磁感應1.1.感應電流產生條件感應電流產生條件: :(1)(1)電路電路_。(2)_(2)_導體。導體。(3)(3)做做_運動。運動。2.2.感應電流方向的影響因素感應電流方向的影響因素: :(1)(1)導體的導體的_方向。方向。(2)_(2)_方向。方向。3.3.應用應用:_:_。閉合閉合部分部分切割磁感線切割磁感線運動運動磁感線磁感線動圈式話筒動圈式話筒二、發電機二、發電機1.1.原理原理:_:_。2.2.能量轉化能量轉化:_:_能轉化

11、為能轉化為_能。能。電磁感應現象電磁感應現象機械機械電電【拓展延伸拓展延伸】感應電流方向的判斷感應電流方向的判斷伸開右手伸開右手, ,使大拇指跟其余四個并攏的手指垂直并且都跟手掌使大拇指跟其余四個并攏的手指垂直并且都跟手掌在一個平面內在一個平面內, ,把右手放入磁場中把右手放入磁場中, ,讓磁感線垂直穿入手心讓磁感線垂直穿入手心, ,大大拇指指向導體運動方向拇指指向導體運動方向, ,則其余四指指向就是感應電流的方向。則其余四指指向就是感應電流的方向。考點考點1 1 電磁感應現象電磁感應現象【典例典例1 1如圖所示如圖所示, ,在在磁場中懸掛著一根直導線磁場中懸掛著一根直導線, ,導線的兩端分導

12、線的兩端分別連接在電流表的兩個接線柱上別連接在電流表的兩個接線柱上, ,組成一組成一個閉合電路。當導線沿著圖示方向運動個閉合電路。當導線沿著圖示方向運動時時, ,有兩個運動方向能使電流表的指針偏有兩個運動方向能使電流表的指針偏轉轉, ,這兩個運動方向是這兩個運動方向是( () )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【思路導引思路導引】解答本題的關鍵解答本題的關鍵: :【精講精析精講精析】選選A A。本題考查電磁感應現象。閉合電路的一部。本題考查電磁感應現象。閉合電路的一部分導體分導體, ,在磁場中做切割磁感線運動時

13、在磁場中做切割磁感線運動時, ,導體中會有感應電流產導體中會有感應電流產生。導線向右和向左都做切割磁感線運動時生。導線向右和向左都做切割磁感線運動時, ,導線中有感應電導線中有感應電流產生流產生, ,電流表的指針發生偏轉。導線向上和向下運動時電流表的指針發生偏轉。導線向上和向下運動時, ,沒有沒有做切割磁感線運動做切割磁感線運動, ,不能產生感應電流不能產生感應電流, ,電流表的指針不能偏轉。電流表的指針不能偏轉。故選故選A A。【方法歸納方法歸納】判斷電路中是否產生感應電流的方法判斷電路中是否產生感應電流的方法(1)(1)利用實驗裝置圖判斷利用實驗裝置圖判斷: :電路特點是電路中沒有電源電路

14、特點是電路中沒有電源; ;(2)(2)利用產生感應電流的條件判斷利用產生感應電流的條件判斷: :閉合電路的一部分導體閉合電路的一部分導體, ,在在磁場中做切割磁感線運動磁場中做切割磁感線運動, ,二者缺一不可。二者缺一不可。考點考點2 2 發電機原理發電機原理【典例典例2 2】如圖所示的實驗裝置中如圖所示的實驗裝置中, ,能用來解釋發電機工作原理能用來解釋發電機工作原理的是的是( () )【思路導引思路導引】抓住兩個關鍵點抓住兩個關鍵點: :關鍵點關鍵點1:1:依據有無電源來判斷。依據有無電源來判斷。關鍵點關鍵點2:2:依據有無導體切割磁感線來判斷。依據有無導體切割磁感線來判斷。【精講精析精講

15、精析】選選A A。本題考查發電機的工作原理。本題考查發電機的工作原理。A A圖是電磁感圖是電磁感應的實驗原理圖應的實驗原理圖, ,發電機就是根據電磁感應制成的發電機就是根據電磁感應制成的,A,A正確正確;B;B圖圖反映的是通電導體在磁場中受力的作用反映的是通電導體在磁場中受力的作用;C;C圖是電動機的模型圖是電動機的模型;D;D圖是奧斯特實驗原理圖圖是奧斯特實驗原理圖, ,故選故選A A。【方法歸納方法歸納】電動機和發電機的區別電動機和發電機的區別(1)(1)在換向器上在換向器上: :電動機是兩個半圓環構成的換向器電動機是兩個半圓環構成的換向器, ,而交流發而交流發電機是兩個完整的金屬環電機是

16、兩個完整的金屬環; ;(2)(2)在外部元件上在外部元件上: :電動機用電源供電電動機用電源供電, ,將電能轉化為機械能將電能轉化為機械能; ;發發電機外部是電流表或用電器電機外部是電流表或用電器, ,將發出的電能轉化為其他形式的將發出的電能轉化為其他形式的能。能。1.1.下列設備中利用電磁感應原理工作的是下列設備中利用電磁感應原理工作的是 ( () )【解析解析】選選D D。本題考查了電磁感應現象原理的應用。電磁鐵。本題考查了電磁感應現象原理的應用。電磁鐵是利用電流的磁效應原理制成的是利用電流的磁效應原理制成的, ,故故A A錯錯; ;電動機是利用通電線電動機是利用通電線圈在磁場中受力轉動的

17、原理工作的圈在磁場中受力轉動的原理工作的, ,故故B B錯錯; ;揚聲器把電信號轉揚聲器把電信號轉化為聲信號化為聲信號, ,利用通電導體在磁場中受力原理利用通電導體在磁場中受力原理, ,故故C C錯錯; ;動圈式話動圈式話筒是把聲信號轉變成電信號的筒是把聲信號轉變成電信號的, ,聲信號的振動帶動線圈在磁場聲信號的振動帶動線圈在磁場中振動中振動, ,產生電流產生電流, ,是電磁感應現象原理是電磁感應現象原理, ,故故D D正確。正確。2.2.下列四幅實驗裝置圖都是用來研究電與磁的下列四幅實驗裝置圖都是用來研究電與磁的, ,其中制作發電其中制作發電機依據的原理圖是機依據的原理圖是( () )【解析

18、解析】選選D D。本題考查電和磁的綜合知識。本題考查電和磁的綜合知識。A A選項說明通電導選項說明通電導體周圍有磁場體周圍有磁場;B;B選項說明通電螺線管的磁場跟條形磁體的磁場選項說明通電螺線管的磁場跟條形磁體的磁場十分相似十分相似;C;C選項說明通電導體在磁場中受到力的作用選項說明通電導體在磁場中受到力的作用, ,是電動是電動機的原理機的原理;D;D選項說明閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感選項說明閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時導體中會產生感應電流線運動時導體中會產生感應電流, ,即電磁感應現象即電磁感應現象, ,這是發電機這是發電機的原理。故選的原理。故選D D。3.3.關

19、于電磁感應現象關于電磁感應現象, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.電磁感應現象中機械能轉化為電能電磁感應現象中機械能轉化為電能B.B.感應電流的方向只跟導體運動方向有關感應電流的方向只跟導體運動方向有關C.C.感應電流的方向只跟磁場方向有關感應電流的方向只跟磁場方向有關D.D.導體在磁場中運動導體在磁場中運動, ,能夠產生感應電流能夠產生感應電流【解析解析】選選A A。本題考查電磁感應現象的綜合知識。電磁感應。本題考查電磁感應現象的綜合知識。電磁感應現象是機械能轉化為電能現象是機械能轉化為電能,A,A對對; ;感應電流的方向和導體的運動感應電流的方向和導體的運動方向及磁場

20、的方向有關方向及磁場的方向有關,B,B、C C錯錯; ;導體在磁場中運動導體在磁場中運動, ,如果不切如果不切割磁感線割磁感線, ,就不會產生感應電流就不會產生感應電流,D,D錯。錯。4.4.在探究在探究“感應電感應電流產生條件流產生條件”的實驗中的實驗中, ,將導體將導體abab水平水平置于蹄形磁鐵的磁場中置于蹄形磁鐵的磁場中, ,如圖所示。如圖所示。閉合開關后閉合開關后, ,能使靈敏電流計能使靈敏電流計 的指的指針發生偏轉的做法是針發生偏轉的做法是( () )A.A.讓蹄形磁鐵靜止讓蹄形磁鐵靜止, ,導體導體abab也保持靜止也保持靜止B.B.讓蹄形磁鐵靜止讓蹄形磁鐵靜止, ,導體導體ab

21、ab在豎直方向上下運動在豎直方向上下運動C.C.讓導體讓導體abab靜止靜止, ,蹄形磁鐵在豎直方向上下運動蹄形磁鐵在豎直方向上下運動D.D.讓導體讓導體abab靜止靜止, ,蹄形磁鐵沿水平方向左右運動蹄形磁鐵沿水平方向左右運動【解析解析】選選D D。本題考查感應電流產生的條件。感應電流的產。本題考查感應電流產生的條件。感應電流的產生必須符合兩個條件生必須符合兩個條件, ,一是閉合電路一是閉合電路, ,二是做切割磁感線運動。二是做切割磁感線運動。A A項中都保持靜止項中都保持靜止, ,沒有運動沒有運動, ,故無電流故無電流;B;B項中導體上下運動沒項中導體上下運動沒有切割磁感線運動有切割磁感線

22、運動, ,故無電流故無電流;C;C項中蹄形磁鐵上下運動項中蹄形磁鐵上下運動, ,沒有切沒有切割磁感線割磁感線, ,故無電流故無電流;D;D項中蹄形磁鐵沿水平方向左右運動項中蹄形磁鐵沿水平方向左右運動, ,切割切割磁感線磁感線, ,所以有感應電流產生。故選所以有感應電流產生。故選D D。5.5.電磁感應現象是英國物理學家法拉第首先發現的。探究這個電磁感應現象是英國物理學家法拉第首先發現的。探究這個現象應選用圖中現象應選用圖中( (選填選填“甲甲”或或“乙乙”) )所示的裝置所示的裝置進行實驗。在這個實驗中感應電流的方向與導體切割磁感線的進行實驗。在這個實驗中感應電流的方向與導體切割磁感線的運動方

23、向和運動方向和方向有關。方向有關。【解析解析】本題考查了電磁感應現象的特點和影響感應電流方向本題考查了電磁感應現象的特點和影響感應電流方向的因素。電磁感應現象實驗中沒有電源的因素。電磁感應現象實驗中沒有電源, ,所以甲圖是探究這個所以甲圖是探究這個現象的實驗現象的實驗; ;在這個實驗中感應電流的方向與導體切割磁感線在這個實驗中感應電流的方向與導體切割磁感線的運動方向和磁感線方向有關。的運動方向和磁感線方向有關。答案答案: :甲磁感線甲磁感線6.6.在學校實驗室開放時在學校實驗室開放時, ,同學們對手搖同學們對手搖發電機非常感興趣發電機非常感興趣, ,他們想他們想: :發電機產發電機產生感應電流的大小跟哪些因素有關呢生感應電流的大小跟哪些因素有關呢? ?于是他們開展了探究于是他們開展了探究, ,以下是他們所用以下是他們所用的發電機和實驗記錄表的發電機和實驗記錄表: :實驗順序實驗順序線圈轉速線圈轉速線圈轉向線圈轉向小燈泡亮度小燈泡亮度1 12 23 3(1)(1)根據表格可知根據表格可知, ,他們準備研究發電機產生感應電流的大小是他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與否與有關。有關。(2)(2)手搖發電機在發電時將手搖發電機在發電時將能轉化為電能。能轉化為電能。(3)(3)他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小, ,像這像這