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第5节磁生电,知识点一,知识点二,知识点一电磁感应现象 1.电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 2.电磁感应现象是由英国科学家法拉第发现的。 影响感应电流方向的因素 导体中感应电流的方向,跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线(磁场)的方向有关。 (1)磁感线(磁场)的方向不变,闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向改变时,感应电流的方向也会发生改变; (2)导体切割磁感线的运动方向不变,磁感线的方向改变,导体中的感应电流方向也发生改变;,知识点一,知识点二,(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时,导体中的感应电流方向不变。 拓展归纳(1)所谓切割磁感线,是指导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的夹角,但不能平行,如图所示,若导体上下运动或沿ab垂直纸面向里运动,则不会产生感应电流。切割磁感线运动是指导体和磁场的相对运动,磁场不动,导体切割磁感线能产生感应电流;导体不动,磁场运动,导体也能切割磁感线产生感应电流。 (2)影响感应电流大小的因素:导体切割磁感线运动的速度;磁场强弱;线圈匝数。,知识点一,知识点二,例1(2016湖北天门中考)小天在探究什么条件下磁可以生电时观察到如图所示的现象,下列关于这一现象说法正确的是() A.丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验,发现了磁可以生电 B.若保持导体运动方向不变,只将磁体的N、S极对调,灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反 C.若导体ab沿磁感线方向向上运动,灵敏电流计指针也会发生偏转 D.电动机是利用磁生电的原理工作的,知识点一,知识点二,解析:物理学家法拉第进行了多次实验,发现了磁可以生电,故A错误;由于感应电流的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故若保持导体运动方向不变,只将磁体的N、S极对调,灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反,故B正确;若导体AB沿磁感线方向向上运动,没有做切割磁感线运动,所以不会产生感应电流,故C错误;电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的,发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,故D错误。 答案:B,知识点一,知识点二,知识点二发电机 1.发电机工作原理 (1)发电机:由定子和转子组成,包括磁极、线圈、铜环、电刷等。 (2)发电机的工作过程: 当ab向下、cd向上运动,做切割磁感线运动,有感应电流,ab边电流方向从ab。,知识点一,知识点二,当ab转过平衡位置,ab向上运动,cd向下运动,做切割磁感线运动,ab边的电流方向从ba。 从发电机工作过程我们能看出,线圈转动一周,电流方向变化两次。 (3)发电机的能量转化:将机械能转化为电能。,知识点一,知识点二,2.交变电流 (1)发电机能发电,且发出电的大小和方向是变化的。我们把这种大小和方向随时间变化的电流叫做交变电流,简称交流。 (2)在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。我国供生产和生活用的交变电流周期是0.02 s,频率是50 Hz。 拓展归纳交变电流和直流电的区别 交变电流:是指大小和方向随时间做周期性变化的电流。称其为“交变电流”。现代发电厂生产的电能都是交变电流,家庭用电和工业动力用电也都是交变电流。 直流电:是指方向不随时间做周期性变化的电流。干电池、蓄电池、太阳能电池提供的都是直流电。,知识点一,知识点二,例2(2016辽宁建昌县二模)科研人员研制了“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流,当人以5 km/h的速度行走时,其发电的功率约为0.4 W,下列说法正确的是() A.发电鞋工作时将电能转化为机械能 B.发电鞋是利用电磁感应原理工作的 C.在人以5 km/h的速度行走1 h的过程中,发电鞋可以产生约0.4 J的电能 D.发电鞋是利用电流磁效应原理工作的,知识点一,知识点二,解析:由题意可知,人在行走时,磁铁产生的磁场通过线圈,线圈切割磁感线产生感应电流,所以“发电鞋”是利用电磁感应现象制成的,即发电鞋工作时将机械能转化为电能,故A、D错误,B正确;当人以5 km/h的速度行走时,其发电的功率约为0.4 W,所以1 h产生的电能为W=Pt=0.4 W3 600 s=1 440 J,故C错误。故选B。 答案:B,考点一,考点二,考点一探究产生感应电流的条件及方向 例1(2016江苏镇江中考)如图是探究感应电流产生条件的实验装置,磁体和铜棒均水平放置,闭合开关,当铜棒水平向右运动时,小量程电流表G的指针向右偏转,为使电流表指针向左偏转,下列方法可行的是() A.使铜棒竖直向下运动 B.使铜棒竖直向上运动 C.将磁体的N、S极对调,仍使铜棒水平向右运动 D.保持铜棒静止不动,使磁体水平向左运动,考点一,考点二,解析:使铜棒竖直向上或向下运动,导体没有切割磁感线运动,不会产生感应电流,故A、B错误;将磁体的N、S极对调,仍使铜棒水平向右运动,磁场方向发生改变,则感应电流方向发生改变,电流表指针向左偏转,故C正确;保持铜棒静止不动,使磁体水平向左运动,铜棒相对向右切割磁感线运动,感应电流方向不变,故D错误。 答案:C,考点一,考点二,考点一,考点二,考点二发电机的工作原理及应用 例2(2016江苏宿迁)关于电动机和发电机的说法正确的是() A.电动机是根据电磁感应现象制成的,是将电能转化为机械能的装置 B.发电机是根据电流的磁效应制成的,是将机械能转化为电能的装置 C.电动机的转动方向只与磁场方向有关,与其他因素无关 D.发电机产生的感应电流的方向跟线圈转动方向有关,跟磁场方向也有关,考点一,考点二,解析:电动机是根据通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的,是将电能转化为机械能的装置。电动机的转动方向与电流的方向、磁场的方向有关,故A、C错误;发电机是根据电磁感应现象的原理制成的,是将机械能转化为电能的装置,且感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关,故B错误,D正确;故选D。 答案:D,P142动手动脑学物理 1.在后两幅图中会产生感应电流。 解析:产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,就会产生感应电流。在这两幅图中,闭合电路的一部分导线切割磁感线,符合产生感应电流的条件,所以会产生感应电流。,2.发电机主要是由定子和转子两部分组成,它的电能是由其他形式的能转化而来的,这些电能又转化为其他形式的能被我们利用。 例如:人用手摇动发电机,把手运动的机械能通过发电机转化成电能,电流流过小灯泡使电能转化成光能。如图所示:,再如在火力发电站里,化学能通过汽轮发电机转化为电能,电能输送到工厂,工厂的电动机带动机器运转。 化学能内能(热能)机械能电能机械能,3.手电筒的灯泡亮度基本稳定不变。若手摇发电机线圈转动慢些,会发现灯泡的亮度随着线圈的转动忽亮忽暗的变化。 解析:手电筒中通过灯泡的电流是直流,大小基本不变,所以手电筒灯泡的亮度基本不变。而手摇发电机线圈转动时发出的是交变电流,电流的大小、方向发生周期性变化,如果线圈转动得慢些,就会看到灯泡的亮度忽亮忽暗。 4.当人说话发出的声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈随着一起在永久磁体的磁场里振动,切割磁感线,从而产生感应电流,感应电流的大小和方向都随着声音的变化而变化,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。 5.我国供生产和生活用的交变电流频率为50 Hz,而在一个周期内电流方向改变两次,所以1 s内电流方向改变100次。,6.汽车、拖拉机上有发电机,它们是靠内燃机带动,内燃机把汽油、柴油等的化学能转化成机械能,发电机把机械能转化成电能;家庭小型风力发电机是靠风的机械能带动发电机发电;有些自行车上有小型发电机,它利用车轮运动的机械能带动发电机发电。,
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