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第二节科学探究:怎样产生感应电流一二一、探究怎样产生感应电流1.发电机模型的结构:有一个可以产生磁场的(),一个可以在磁场中转动的()。2.猜想:线圈在磁场中转动时产生电流,可能与有关。3.探究结论:导体在磁场中产生电流的条件:导体是的一部分;导体做磁感线运动。电流的方向与方向和方向都有关系。4.电磁感应:电路的部分导体在磁场中做时产生电流的现象称为电磁感应现象。电磁感应中产生的电流称为感应电流。英国科学家经过10年不懈探索,终于在1831年发现了电磁感应现象。磁铁定子线圈转子线圈导体在磁场中的运动闭合电路切割磁场导体的运动闭合切割磁感线运动法拉第一二5.能量转化:在电磁感应现象中,能转化为能。6.电磁感应现象的应用:、(麦克风)。机械电发电机话筒一二二、发电机1.原理:根据原理制造的。2.结构:由、、、等组成。3.能量转化:发电机工作时,把转子转动的能转化为能。电磁感应转子定子铜环电刷.机械电12一、电磁感应正确理解产生感应电流的条件要注意三种情况:(1)必须是导体正在做切割磁感线运动。所谓切割磁感线,类似于切菜,垂直切割或斜着切割都可以。“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动。(2)必须是一部分导体做切割磁感线运动,如果闭合电路的全部都在磁场中做切割磁感线运动,导体中不会有感应电流产生。(3)电路必须是闭合的,如果电路不闭合,不会产生感应电流,只会在导体两端产生感应电压。12【例题1】如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导体ab,导体的两端跟电流表连接,开关闭合,电路中没有电流。以下操作中,可能使电路中产生电流的是()A.让导体在磁场中静止,换用量程更小的电流表B.让导体在磁场中静止,换用磁性更强的永磁体C.让导体在磁场中沿不同方向运动D.将导体换成匝数很多的线圈,线圈在磁场中静止12点拨:本题考查产生感应电流的条件,解题时要注意把握产生感应电流的条件中“闭合电路”和“一部分导体做切割磁感线运动”两个方面必须同时具备,缺一不可。解析:产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。根据这个条件,只有导体在磁场中沿不同方向运动,才有可能做切割磁感线运动而产生感应电流。答案:C12二、发电机的工作原理(1)原理:发电机是根据电磁感应现象制成的。(2)构造:发电机都是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的。磁极不动线圈转动的发电机叫作旋转电枢式发电机,线圈不动磁极旋转的发电机叫作旋转磁极式发电机,为了得到较强的磁场,旋转磁极式发电机采用电磁铁代替永久磁体。12(3)过程:如图所示。当线圈在磁场中转动时,矩形线圈的ab边和cd边做切割磁感线的运动,电路中就有了感应电流。在线圈转动的后半周和前半周电流方向相反。线圈在磁场里转动一周,电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化。线圈在磁场中持续转动,线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流。(4)能量转化:发电机在工作时把机械能转化为电能。12【例题2】如图所示的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.直流发电机线圈内产生的是交流,供给外部电路的是直流B.直流发电机线圈内产生的是直流,供给外部电路的也是直流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12点拨:本题考查了直流发电机的知识,解本题时注意发电机线圈内产生的均是交流,若是直流发电机,则对外输出的是直流;若是交流发电机,则对外输出的是交流。解析:直流发电机的原理是电磁感应,是通过闭合电路的两条边来切割磁感线产生的感应电流,由于矩形线圈在磁场中不停地转动,每转一周,切割磁感线的方向改变两次,所产生的电流方向也改变两次,使线圈内部产生方向做周期性变化的电流即交变电流,换向器的作用是将线圈产生的交变电流变为对外输出的直流电,因此答案为A。答案:A12345678答案解析解析关闭奥斯特是第一个发现电与磁有联系的人,通过实验证明了电可以生磁,而法拉第是第一个通过实验证明了磁可以生电的人,导致了发电机的发明,答案为D。答案解析关闭D知识点1感应电流1.科学家在物理学领域里的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程,最早利用磁场获得电流促使人类进入电气化时代的科学家是()A.牛顿B.奥斯特C.托里拆利D.法拉第123456782.如图所示是研究电磁感应现象的四幅图,其中箭头表示导体运动的方向,则能产生感应电流的是()答案解析解析关闭只有D满足产生感应电流的两个条件:导体是闭合电路的一部分;导体做切割磁感线运动。答案解析关闭D12345678答案解析解析关闭电动机、电吹风、扬声器都是利用了通电导体在磁场中要受到力的作用原理来工作的,只有话筒是利用电磁感应现象来工作的。答案解析关闭C3.下列设备中利用电磁感应原理工作的是()A.电动机B.电吹风C.话筒D.扬声器123456784.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()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答案解析解析关闭选项A中,蹄形磁铁静止,导体ab也保持静止,导体ab没有做切割磁感线运动,所以不能产生感应电流;选项B中,蹄形磁铁静止,导体ab在竖直方向上下运动,运动方向与磁感线方向平行,所以不会切割磁感线,不会产生感应电流;选项C中,导体ab静止,蹄形磁铁在竖直方向上下运动,运动方向与磁感线方向平行,所以导体ab同样不会切割磁感线,不会产生感应电流;选项D中,导体ab静止,蹄形磁铁沿水平方向左右运动,导体ab不动,导体也会切割磁感线,所以产生感应电流,故正确的选项是D。答案解析关闭D123456785.如图是小明同学探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根铜棒,通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上,实验时发现,无论怎样水平移动金属棒,指针都没有明显偏转(仪器以及接触都完好)。请从两个方面写出改进措施:①。②。答案解析解析关闭仪器以及接触都完好,灵敏电流计的指针没有明显偏转,说明产生的感应电流太小,增大感应电流可以通过增强磁体的磁性,换用磁性更强的磁体做实验,还可以用多匝线圈来做实验,或者提高铜棒左右移动的速度,这样都可以使感应电流增大。答案解析关闭①换用多匝的线圈来做该实验②换用磁性更强的磁体来做该实验12345678答案答案关闭A6.下列四幅图中,反映发电机工作原理的是()123456787.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是()A.电风扇发电的原理是电磁感应B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能D.小灯泡发光是把光能转化为电能答案解析解析关闭由于电风扇中的线圈是在磁场中的,当我们用手快速拨动风扇叶片时,线圈就会做切割磁感线运动,于是就会产生感应电流,小灯泡就会发光,在此过程中把机械能转化为电能。答案解析关闭A123456788.如图是发电机工作的示意图,从图中我们知道,此时流过电流表的电流大小为,原因是。若电动机正常运转后,其线圈abcd转速为3000r/min,则产生电流的频率是Hz,1s内通过电流表的电流方向改变次。答案解析解析关闭答案解析关闭零此时导线不切割磁感线50100