14.7 學(xué)生實驗：探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件教學(xué)重難點重點：電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，發(fā)電機的工作過程。難點：理解電磁感應(yīng)，弄清發(fā)電機的工作原理。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備：多媒體課件制作、蹄形磁鐵、鐵架臺、長方形線框、靈敏電流計、導(dǎo)線、開關(guān)、手搖發(fā)電機模型、教學(xué)課件等。學(xué)生準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。新知導(dǎo)學(xué)劉陽是個愛動腦筋的好學(xué)生，在學(xué)習(xí)了奧斯特實驗后，他知道了電流能夠產(chǎn)生磁場。于是，他想：磁場能否產(chǎn)生電流呢？劉陽拿來了自己的廢舊玩具車，將車中的直流電動機取出，在原來接電池處接一只額定電壓為2V的燈泡，快速轉(zhuǎn)動電動機的軸，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮了，他高興地說：“我成功了！”可是他不明白電動機怎么變成發(fā)電機了呢？(1)你能幫助劉陽同學(xué)解釋這是為什么嗎？(2)發(fā)電機的工作原理是怎樣的？發(fā)電機工作時能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？知識點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象【教材助學(xué)】當(dāng)導(dǎo)體回路中的________在磁場中做________運動時，回路中就會產(chǎn)生________，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫作________?！竞献鹘庖伞咳蝿?wù)一認識電磁感應(yīng)現(xiàn)象1重做奧斯特實驗，請同學(xué)們觀察后回答：此實驗稱為什么實驗？它揭示了一個什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：____________實驗。說明____________。奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系，說明電可以生磁，那么可不可以反過來進行逆向思索：磁能否生電呢？怎樣才能使磁生電呢？2電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(1)提出問題：奧斯特的實驗表明，電流的周圍存在著磁場。既然電可以生磁，那么磁很可能也會生電，什么情況下磁場中的導(dǎo)線能夠產(chǎn)生電流？(2)在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端跟電流表相連接，提出問題：閉合開關(guān)后，有無電流產(chǎn)生？為什么？(3)進行各種嘗試，尋找產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及感應(yīng)電流方向跟哪些因素有關(guān)。嘗試1：保持線框和磁體都不動。嘗試2：磁體不動，使線框底邊ab左右運動。(如果把導(dǎo)線ab看作一把刀，那么它好像在切割磁感線)嘗試3：使線框底邊ab向上或向下運動，并不切割磁感線。嘗試4：線框底邊ab不動，使磁體做左右運動。嘗試5：框底邊ab不動，使磁體做上下運動。填表導(dǎo)體ab在磁場中的運動情況感應(yīng)電流電路閉合靜止切割磁感線不切割磁感線電路斷開靜止切割磁感線分析實驗中看到的現(xiàn)象，就能知道閉合電路中產(chǎn)生電流條件了。如果把磁感線想象成一根根實實在在的線，把導(dǎo)線想象成一把刀，請學(xué)生表述感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件?？偨Y(jié)歸納：閉合電路感應(yīng)電流方向跟導(dǎo)體________、磁場________有關(guān)。實驗結(jié)論：(1)_____電路的______在________中做________運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)____________________________叫作電磁感應(yīng)，________________叫作感應(yīng)電流。(3)感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。改變________方向或改變________方向，感應(yīng)電流的方向就會改變，即感應(yīng)電流的方向與______________和______________有關(guān)。(4)感應(yīng)電流的大小與________、________有關(guān)?！窘處燑c撥】1電磁感應(yīng)及感應(yīng)電流。導(dǎo)體回路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中會有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。(1)導(dǎo)體回路的一部分導(dǎo)體。(2)在磁場中做切割磁感線運動?！就卣寡由臁?影響感應(yīng)電流方向的因素。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體切割磁感線的方向和磁感線方向有關(guān)。2能的轉(zhuǎn)化。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，機械能轉(zhuǎn)化為電能。知識點二動圈式話筒【教材助學(xué)】動圈式話筒的作用是把________轉(zhuǎn)換成________。它的原理是________。它主要構(gòu)造是________、________和________?！竞献鹘庖伞咳蝿?wù)二認識動圈式話筒閱讀教材第164頁動圈式話筒，完成下列填空：如圖所示，是動圈式麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)你對著它說話或唱歌時，人聲帶由于________而產(chǎn)生的聲音，通過________傳播到膜片，使膜片以及與膜片相連的線圈在磁場中運動，線圈的這種運動能產(chǎn)生隨著聲音變化而變化的________，線圈在運動中能量的轉(zhuǎn)化情況是________。所以動圈式話筒的作用是把________轉(zhuǎn)換成________?！窘處燑c撥】1動圈式話筒是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的。2動圈式話筒。作用：把聲音轉(zhuǎn)換成電流。構(gòu)造：主要有永磁體、線圈、膜片等，如上圖所示?！就卣寡由臁抗ぷ髟恚簞尤κ皆捦彩且罁?jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，當(dāng)對著話筒說話時，聲音引起膜片振動，膜片帶動線圈振動，線圈在永磁體的磁場中做切割磁感線的運動，從而產(chǎn)生隨聲音變化的感應(yīng)電流。動圖式話筒的工作原理可以概括為：振動電流。知識點三發(fā)電機【教材助學(xué)】1發(fā)電機的原理是______________。發(fā)電機分為________和________兩部分組成。2發(fā)電機發(fā)出的是________和________都發(fā)生變化的電流，叫作交流電?！竞献鹘庖伞咳蝿?wù)三認識發(fā)電機1學(xué)生參與活動：把手搖發(fā)電機、小燈泡、電流表接入電路慢慢搖轉(zhuǎn)大輪，帶動線圈在磁場里轉(zhuǎn)動，可以看到演示電流表的指針左右擺動起來。提出問題：手搖發(fā)電機發(fā)出的電流方向與接電池的電路中的電流方向有什么區(qū)別呢？電流表的指針左、右擺動，表示什么呢？2分析線圈在磁場中轉(zhuǎn)動切割磁感線，電流方向與線圈位置的關(guān)系，歸納出交流電的概念。3出示圖1所示掛圖，說明其構(gòu)造和作用。如圖1所示，磁場中的磁感線從左向右，線圈轉(zhuǎn)動時，只有ab邊和cd邊能切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，da邊和bc邊不切割磁感線，對感應(yīng)電流的產(chǎn)生沒有貢獻。圖2是發(fā)電機的原理圖，放在磁場里的線圈，兩端各連一個銅環(huán)K和L，它們分別跟電刷A、B接觸，并跟電流表組成閉合電路。圖2交流電的產(chǎn)生在線圈從圖甲經(jīng)圖乙向圖丙轉(zhuǎn)的半周過程中，ab邊向下運動，cd邊向上運動，ab邊向下切割磁感線，ab邊中的電流由b向a ，cd邊向上切割磁感線，cd邊中的電流由d向c，外部電路中的電流方向一直是從A流向B?？梢越榻B右手定則，確定外電路電流方向是由A流向B。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到丙位置時，導(dǎo)線ab邊，cd邊不切割磁感線，導(dǎo)線中沒有電流。在線圈從圖丙經(jīng)圖丁又回到圖甲位置轉(zhuǎn)過后半周的過程中，ab邊向上運動，cd邊向下運動，它們又都切割磁感線，線圈和外部電路中就又有了電流用右手定則可以判斷外電路電流方向是由B流向A。線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動，電流方向?qū)⒅芷谛缘刂貜?fù)上述變化。這可以從電流表指針的左右擺動看出來，設(shè)想每秒鐘線圈轉(zhuǎn)一周，電流變化周期就是1秒這種周期性地改變方向和大小的電流，叫作交流電。能產(chǎn)生交流電的裝置叫交流發(fā)電機它是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。學(xué)生閱讀教材第164165頁“發(fā)電機”，完成下列填空：1發(fā)電機的工作原理是________________。發(fā)電機工作時，將________能轉(zhuǎn)化為________能。2手搖發(fā)電機發(fā)電。(1)手搖發(fā)電機主要由________和________等組成。(2)搖動手柄時，小電燈會________________，說明電路中有________________。(3)將小電燈換成小量程電流表，緩緩地搖動手柄，小量程電流表的指針________，這表明線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間發(fā)生周期性變化，這種電流叫作交流電。3我國家庭電路的交流電頻率為________，周期為________，電流方向1個周期內(nèi)改變________次，電流方向1s內(nèi)改變________次。4介紹實際發(fā)電機構(gòu)造。實際的交流發(fā)電機，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但主要由轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)和定子(固定部分)兩部分組成，大型發(fā)電機發(fā)出很高的電壓和很強的電流，要采用線圈不動、磁極旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)電。這種發(fā)電機叫作旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機為了得到較強的磁場，要把線圈嵌在定子鐵心槽里，還要用電磁鐵代替永磁鐵作轉(zhuǎn)子，大型旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機，能夠提供幾千伏到上萬伏的電壓，功率可達幾十萬千瓦，甚至百萬千瓦以上?！窘處燑c撥】1發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。2發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的機器。3發(fā)電機由轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)子和固定部分定子兩大部分組成。實際的發(fā)電機比模型發(fā)電機復(fù)雜得多，但仍由轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)和定子(固定部分)兩部分組成大型發(fā)電機一般采取線圈不動，磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電，為了得到較強的磁場，還要用電磁鐵代替永磁體。4電流的大小和方向都有周期性改變的電流稱為交流電。在交流電中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫作頻率。頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號為Hz。5我國使用的交流電，頻率是50Hz，周期為0.02s，電流方向每秒改變100次?！就卣寡由臁侩姶鸥袘?yīng)和磁場對電流的作用的區(qū)別：區(qū)別項目電磁感應(yīng)磁場對電流的作用現(xiàn)象原因閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動通電導(dǎo)體(線圈)在磁場中結(jié)果產(chǎn)生感應(yīng)電流受到力的作用(運動、轉(zhuǎn)動)能量轉(zhuǎn)化機械能電能電能機械能力的性質(zhì)外力磁場力導(dǎo)體中的電流因感應(yīng)而產(chǎn)生由電源供給主要應(yīng)用發(fā)電機電動機