九年级物理第十二章 电和磁（二）人教四年制版知识精讲 (2)

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1、九年级物理第十二章电和磁（二）人教四年制版【同步教育信息】一.本周教学内容：第十二章电和磁（二）二.重难点：1.理解电磁感应现象。2.理解交流发电机的工作原理。三.知识点分析：人们先发明了电池，由电池提供电能。后来又发明了发电机，由发电机提供电能。现在我们所用的电能，从生活用电到交通运输、工厂企业用电，主要来自发电站里的发电机。发电机的发明，实现了电能的大规模生产，开辟了电的时代。发电机是利用电磁感应现象制成的。什么是电磁感应，它是怎样发现的呢？奥斯特发现了电流的磁场之后，人们受到了启发：既然电流能够产生磁场，那么，反过来利用磁场能不能获得电流？英国物理学家法拉第，经过十年坚持不

2、懈的努力，终于在1831年发现了这个现象。法拉第的发现进一步揭示了电和磁的联系，导致了发电机的发明，实现了机械能向电能的大规模转化。实验1：图1如图1所示，在磁场中悬挂一根导体，把它的两端跟检流表连接起来。电流能够产生磁场，把导体放在磁场中也许会产生电流，让我们试试看，保持导体不动，闭合开关，检流表的指针并不偏转，表明导体中没有电流，我们的推断落空了。可能是磁场不够强，换用强磁体试试看，保持不动，闭合开关，检流表的指针仍不偏转。实在令人失望。我们不能固守一种办法，不妨换一个办法试试看，保持电路闭合，让导体在磁场中上下运动。但还是没有电流。要像法拉第一样坚持实验。保持电路闭合，让导

3、体在磁场中左右运动，检流表的指针这次偏转了！科学家探索自然界的秘密，要付出艰辛的努力，经过反复曲折，才能打开真理之门。我们这里遇到的曲折，不过是历史上科学家进行探索的一个缩影而已。磁能生电，这种现象我们是看到了。在什么条件下才能产生这种现象呢？导体要在磁场中运动。但只是运动并不够，图1中导体上下运动时并不产生电流。原来导体左右运动时切割磁感线，所以产生电流，上下运动时不切割磁感线，所以不产生电流。如果导体斜着运动，也切割磁感线，会不会产生电流呢？事实上的确会产生电流。那么，结论是什么呢？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。这种现象叫做电磁感应，产生的

4、电流叫做感应电流。实验2：在上述实验中，导体向左运动时，电流表的指针向一个方向偏转，使导线运动方向反向时，即向右运动时，电流表的指针向相反的方向偏转，表示这两种情况下感应电流的方向相反，保持导体向某个方向做切割磁感线运动，把两个磁极对调，使磁感线的方向反向，感应电流也变成相反的方向。这说明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。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，外力移动导体做了功，同时产生了感应电流，这样机械能转化为电能。实验：如图2所示，把手摇发电机和演示电流表连接起来，组成闭合电路。缓慢摇转大轮，带动线圈在磁场里转动，可以看到演示电流表的指针左右摆

5、动起来。图2发电机的电路演示电流表的指针发生偏转，表示电路中有了电流。指针左右摆动，又表示什么呢？交流电图3是发电机的原理图，放在磁场里的线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A和B接触，并跟电流表组成闭合电路。让线圈在磁场中转动，由于边和边做切割磁感线的运动，线圈和外部电路中就有了电流。仔细研究图3，可以看出：在线圈转动的前半周（甲乙丙），线圈都从一个方向切割磁感线，因此外部电路中的电流方向不改变，都是由A流向B；在后半周（丙丁甲），线圈又从另一个方向切割磁感线，因此外部电路中的电流改变了方向，由B流向A。线圈继续转动，电流方向将周期地重复上述变化。这可以从电流表指针的左

6、右摆动看出来。设想每秒钟线圈转一周，电流变化周期就是。这种周期性地改变方向的电流，叫做交流电。甲：线圈开始转动时，边向左运动，边向右运动，导线不切割磁感线，电路中没有电流。乙：线圈转动的前半周中，边向下运动，边向上运动，导线切割磁感线，电路中有电流，这时外部电路中的电流由A到B。丙：线圈转到1/2周时，边向右运动，边向左运动，导线不切割磁感线，电路中没有电流。丁：线圈转动的后半周中，边向上运动，边向下运动，导线切割磁感线，电路中有电流，这时外部电路中的电流由B到A。图3交流电的产生交流电跟我们从电池得到的电流有所不同。从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。交流电的应用很普遍

7、。家庭电路中的电流、供生产用的动力线路中的电流，都是交流电。我国供生产和生活用的交流电，周期是0.02s，频率是50Hz，即1s内有50个周期；从图3知道，交流电的方向每周期改变2次，所以频率是50Hz的交流电，电流方向1s内改变100次。交流发电机图2是手摇交流发电机的模型，实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。这种发电机叫做旋转磁极式发电机。为了得到较强的