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第5节磁生电答案知识点一电磁感应现象一．探究：产生电磁感应现象的条件和规律1.提出问题：如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？2.设计实验电路：实验可采用类似于下图所示的电路装置：3.实验过程：（1）线圈的一边在磁场中静止时：①闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。②换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。③换用匝数更多的线圈，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。（2）线圈的一边在磁场中运动时：①闭合开关后，让导体在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左和向右的运动，观察电流表指针是否偏转。②闭合开关后，让导体在磁场中做垂直（即平行于磁场方向）向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。③闭合开关后，让导体在磁场中做斜向上或斜向下的运动，观察电流表指针是否偏转。（3）导体静止而磁体运动：①闭合开关后，让磁体做水平向左或向右的运动，观察电流表指针是否偏转。②闭合开关后，让磁体做垂直向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。③闭合开关后，让磁体做斜向上或斜向下的运动，观察电流表指针是否偏转。4.实验结论：①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。②感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。二．总结归纳：1.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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。注意：奥斯特实验揭示了电生磁；法拉第实验揭示了磁生电，它们共同反应了电与磁的相互关系。2.产生感应电流的条件（1）产生感应电流的两个条件缺一不可：①导体为闭合电路的一部分（不是全部）；②导体做切割磁感线运动。（2）如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时：导体不能产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。3.影响感应电流方向的因素（1）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。①改变切割方向或改变磁场方向：感应电流的方向随之改变；②若切割方向和磁场方向同时改变：则感应电流方向不变。（2）感应电流、磁场和导体切割磁感线三者的方向关系可用右手定则判断：如图所示，伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流的方向。4.影响感应电流大小的因素一般情况下，增大感应电流的方法有：（1）增强磁场强度；（2）增大切割磁感线的导体的有效长度；（3）增加切割磁感线的导体的条数；（4）增大导体切割磁感线的速度；（5）让导体切割磁感线的速度方向与磁感线方向垂直等。5.能量转化在电磁感应现象中，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。【思考与讨论】教材P22解答：采用控制变量法进行研究。实验一：在闭合回路中串联灵敏电流表，保持其他因素不变，使闭合回路的一部分导体在磁场中始终沿着同一方向，以不同的速度切割磁感线，会发现切割磁感线的速度越快，电流表指针偏转的角度越大。上述实验表明：闭合回路中，感应电流的大小跟导体切割磁感线的速度有关系。实验二：保持闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动的速度和方向等不变，更换不同的磁体，会发现磁体的磁性越强，电流表偏转的角度越大。上述实验表明：闭合回路中，感应电流的大小跟磁场强度有关系。知识点二交流发电机活动：手摇发电机发电如课本图1-50所示，把手摇发电机与电流表连接起来，转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针来回不停地摆动，说明发电机产生的电流方向是周期性变化的。1.交流电与直流电（1）交流电：手摇发电机发出的是一种大小和方向都发生周期性变化的电流，这种电流叫交流电。我国供生产、生活用的交流电的周期（每转动一周所需的时间）是0.02秒，频率（每秒针所转过的圈数）为50赫兹，即每秒钟出现50个周期，电流方向改变100次。（2）直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电。例如从干电池中获得的电流就是直流电。2.交流发电机（1）工作原理：发电机是利用电磁感应现象制成的。（2）基本结构：磁铁、矩形线圈、圆柱形铜环、电刷等。课堂实验的手摇交流发电机模型中，定子（固定部分）是磁铁，转子（转动部分）是线圈；而实际的大型发电机要输出很高的电压和很强的电流，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式发电，这种发电机叫做旋转磁极式发电机，也就是定子是线圈，转子是磁铁（这里用电磁铁代替永磁体做转子，以获得更大的磁场。（3）交流发电机的工作过程①图甲中线圈开始运动，ab边向左运动，cd边向右运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流；②图乙中线圈的ab边向下运动，cd边向上运动，导体切割磁感线，线圈中有电流（dcba），外部电路电流方向为AB；③图丙中线圈的ab边向右运动，cd边向左运动，导体没有切割磁感线，线圈中没有电流。④图丁中线圈的ab边向上运动，cd边向下运动，导体切割磁感线，线圈中有电流（abcd），外部电路电流方向为BA。甲乙丙丁（4）直流电动机和交流电动机的比较直流电动机交流电动机原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应现象构造有转化器有圆环能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能电流线圈内部交流电交流电线圈外部直流电交流电外部电路元件直流电源用电器（电流表）【思考与讨论】教材P24解答：交流电是周期性改变方向和大小的电流；直流电是电流方向不变的电流。因为我国的大型发电机发生的电都是交流电，而平时所用的电都来自于电网（发电机发出电后通过电网输送到用户），而直流电基本上都是由干电池、蓄电池提供的，它们贮存的能量相对较少，所以平时用得最多的是交流电而不是直流电。