第20章 电与磁
第5节 磁生电
教学目标
知识与技能
1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2．知道发电机的原理，能说出发电机为什么能发电，知道
发电机发电过程中的能量转化。
3．知道什么是交流电，知道我国供生产和生活用的交流电
的频率，能把交流电和直流电区分开来。
过程与方法
1．科学推理——逆向思维，猜想磁能生电。
2．分析磁生电实验需要准备的实验器材及设计电路和实验
的方法。
3．经历探究的过程，并通过交流方法和实践经验共同达到
磁生电的实验目的。
4．观察和体验发电机是怎样发电的。
教学目标
情感、态度与价值观
通过逆向思维，培养科学的思维模式。学会从不同角度甚至
反面来多维地思考问题；学会用实验来发现、证明自己的观
点；通过探究和交流，体验科学探究的方法和乐趣，激发学
生探究未知世界的兴趣，并加深对相关物理知识的理解，在
实验中养成严谨的科学态度，初步培养创造发明的意识。
重点
通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁生电
的条件。
难点
引导学生设计实验，连接电路，在探究过程中发现磁生电的
条件。
（1）由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫
现象。
（2）电磁感应现象中产生的电流叫 。
（3）周期性地改变方向和大小的电流，叫做交变
电流，简称交流。
（4）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的
次数叫做频率。频率的单位是 ，符号是
。
电磁感应
感应电流
赫兹
Hz
自主学习
（5）产生感应电流的条件是：
、
。
（6）发电机是根据 制成的。
发电机发电的实质是 转变成
电能的过程。
导体运动时要切割磁感线
电路要是闭合回路
电磁感应现象
其它形式的能
（7）发电机由 和 两部分组成。转子 定子
情景导入
如图所示的是几种发电机。
根据以上信息，请你提出一个相关的问题。
法拉第（Michael Faraday
，
1791—1867），英国物理学家、
化学家。
在1821—1831年间，法拉
第进行了多次实验，发现了电
磁感应现象。
法拉第
发电机是如何发电的呢？
火力发电风力发电
自研互学
探究什么情况下磁可以生电
磁场
检测是否
有电流
闭合电路
组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电
流？如果不能，可能是因为什么？
有可能是电流太小或方法不对。
一、实验探究：电磁感应现象
动画演示：电磁感应现象
实 验 条 件 指针摆动情况
G _+
G _+
G _+
G _+
G _+
实验电路图
1 开关断开，电路断路，
无论导线做何运动 不摆动
2
3
4
5
开关闭合，电路通路，
导线保持静止。 不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做上下运动。 不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做左右运动。 摆 动
开关闭合，电路通路，部
分导线做左右斜向运动。 摆 动
动画演示：影响电流方向的因素
A、电路闭合
B、一部分导体
C、导体做切割磁感线运动
一、产生感应电流的条件：
二. 导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁
感线方向有关。
三. 在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
归纳总结
3．电磁感应现象的应用
变压器
自行车测速器
不用电手电筒
当导线在磁场中左右不断往复运动时，闭合回路中
就产生连续的电流。那么，怎样才能使导线在磁场
中不断地运动呢？
利用转动，就可以很
方便地使导线在磁场
中不断地运动。同时，
为了增强电流，用多
匝线圈代替单根导线，
这就是手摇发电机的
模型。
二、发电机
发电机是根据
电磁感应
原理工作的
是机械能
转化为电能
的机器 发电机
动画演示：发电机原理
动画演示：发电机原理
检验手摇发电机电流方向的变化。
二极管交替发光，说明产生的电流方向不
停在改变。
2．交变电流
交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次
数叫做频率。
我国电网以交流供电，频率50赫兹。
（1）发电机的构造
发电机由转子和定子两部分组成。
大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
大型发电机安装转子
3．生活中发电机
发电机与电动机的比较
1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的
2、电动机是消耗电能而输出机械能;
发电机是消耗机械能而输出电能
3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的原理
发电机:利用电磁感应原理
可分为交流发电机和直流发电机两类。
磁
生
电
决定感应电
流方向
在磁场中 做切割磁感线运动
闭合回路 部分导体
产生感应
电流条件
磁场方向
导体切割磁感线运动方向
应用：发电机
交流电： 电流大小、方向随时间周
期性变化
能量转化： 机械能→电能和内能
课堂小结
1. 产生感应电流的条件是（ ）
A． 导体在磁场中运动
B． 导体在磁场中做切割磁感线运动
C． 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
D． 闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
C
当堂演练
N
S
N
S
课本练习甲乙2.判断：下列状况中，哪些状况有感应电流产生？
N
S
N
S
课本练习丙丁
3.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（
）
A、交流电和直流电 B交流电和交流电
C直流电和交流电 D直流电和直流电
4.此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时
能量的转化情况怎样？
B
发电机
电磁感应原理
机械能转化为电能
1、图20.5-10 中的a 表示垂直于纸面的一根导
线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭
头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流
？
解：从左往右的第3幅图和第4幅图所示的情
况下会产生感应电流。
教材习题解答
2. 发电机的主要结构是什么？它的电能从哪里
来？又到哪里去？
解：发电机主要由定子和转子两部分组成，
发电机发出的电能是由机械能转化而来，再
通过用电器转化为其他形式的能。以手摇发
电机为例，首先人吃得食物的化学能转化为
摇动轮子的动能，发电机又降动能转化为电
能，将发电机与灯泡连接在电路中，灯泡又
降发电机产生的电能转化成光能和内能。
3. 电池产生的电流方向不变，称为直流。观察
手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，能
看出它们有什么不同吗？
解：手电筒灯泡的亮度基本稳定不变，二手
摇发电机灯泡的亮度是不断闪烁变化的，且
随转速的加快而增加。
（提示：手摇发电机发出的是交流电，电流
的大小和方向都随时间发生周期性变化，且
转速越快，产生的感应电流越大。）
4. 当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。
话筒的种类很多，图20.5-11 是动圈式话筒构造
示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜
片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线
圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机，
就能通过扬声器听到你说话的声音。请用“磁生
电”具体说明动圈式话筒的原理。
当对着话筒说话或唱歌时，发出的声音使膜片振
动，与膜片相连的线圈也会跟着一起振动，由于
这个线圈处在磁场中，所以线圈在振动的过程中
就是在做切割磁感线的运动，且线圈的两端通过
导线接入扩音器，说明线圈使闭合电路的一部分，
因此，线圈在振动过程中就会产生感应电流，该
电流经过扩音器对外输出，通过扬声器后，我们
就可以听到说话声音了。
5. 我国供生产和生活用的交流电，频率是多少
？电流方向在每秒内变化几次？
解：我国供生产和生活用的交变电流，频率
是50Hz，电流方向在每秒内变化100次。
6. 除了发电厂里有发电机外，还有哪些地方有
发电机？尽可能多地说出来。这些发电机是靠
什么带动的？把什么能量转化成了电能？
解：很多车辆和汽车、拖拉机等均有用于
照明的发电机，它们是靠发动机带动的。
发动机把汽油、柴油等的化学能转化为机
械能，再通过发电机把机械能转化为电能。
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