课程解读

一、学习目标：

1. 知道电磁感应现象和电磁感应中能量转化的特点。

2. 掌握产生感应电流的条件。

3. 知道感应电流的方向与哪些因素有关。

4. 知道发电机的工作原理和能量转化关系。

5. 了解发电机的结构。

二、重点、难点：

重点：产生感应电流的条件和感应电流的方向与哪些因素有关。

难点：发电机的工作原理和能量转化关系。

三、考点分析：

1. 考查重点：产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素

2. 题型：填空题、选择题

3. 在中考中所占的分值为2-4分，占总分值的3％左右

知识梳理

一、电磁感应

1. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应现象。

2. 产生感应电流必须同时具备三个条件：①“闭合电路”。当电路不闭合时，导体中的自由电子不能做定向移动，不可能形成电流。 ②“一部分导体”。若把闭合电路全部放入磁场中，如下图所示。由于其中有两个边（如图中的ab和cd边）的运动方向一致，所以也无法形成电流。

③“做切割磁感线运动”。导体切割磁感线类似用镰刀割麦子，如下图所示的四幅图中（图中的“○”代表切割导体的横截面，“×”表示磁感线方向垂直纸面向里），A图和B图中导体切割磁感线，C图和D图中导体不切割磁感线。

3. 导体中感应电流的方向，与导体运动方向和磁感线方向有关，且这三个方向之间两两互相垂直。

4. 导体在磁场中做切割磁感线运动时，机械能转化为电能。

5. 电磁感应现象在生活中的应用：发电机、话筒。

当你唱卡拉OK时，要用到话筒，话筒的种类很多，如下图是动圈式话筒构造的示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起运动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。

二、交流发电机的构造和工作原理

1. 发电机的主要组成部分有线圈、磁铁、铜环、电刷等。

2. 发电机是利用电磁感应原理制成的，发电机工作时，将机械能转化为电能。

3. 交流电：电流的大小、方向做周期性变化的电流，叫做交流电。

典型例题

知识点一：电磁感应现象

例1. 如图所示，将一根金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路，让金属棒在磁场中做

运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生。如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才 ，说明感应电流方向与金属棒的运动方向

（选填“有关”或“无关”）。

思路分析：

1）题意分析：本题考查产生感应电流的条件。

2）解题思路：金属棒在磁场中做切割磁感线运动时，有感应电流产生。如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才相反，说明感应电流方向与金属棒的运动方向有关。

解答过程：切割磁感线 相反 有关

解题后的思考：产生感应电流的条件是（1）闭合电路（2）导体在磁场中做切割磁感线运动。感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关。

例2. 如图所示为一种环保型手电筒，筒内没有电池。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就能发光。这种手电筒能产生电流所依据的物理原理是__________________。

思路分析：

1）题意分析：电磁感应现象的应用。

2）解题思路：永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，相当于线圈部分做切割磁感线运动而产生了感应电流。

解答过程：电磁感应现象。

解题后的思考：把握产生感应电流的条件是解决此类问题的关键。

例3. 物理课上，老师利用如下图所示的器材和同学们一起研究电磁感应现象。观察中细心的小刚发现：导体ab的运动状态不同时，灵敏电流计指针的偏转方向和摆动幅度也不同。请你根据小刚的发现提出一个可探究的问题。

思路分析：

1）题意分析：影响感应电流的方向和大小的因素。

2）解题思路：感应电流的方向与导体ab的运动方向和磁场的方向有关。感应电流的大小与导体ab的运动速度大小和磁场的强弱有关，还与导体棒的有效切割长度有关。

解答过程：感应电流方向与导体运动方向是否有关。

解题后的思考：感应电流的方向与导体ab的运动方向和磁场的方向有关。若换用磁性更强的磁铁或增大导体ab的运动速度，电路中的电流就会增大。

例4. 把一磁铁插入闭合线圈或从线圈中拔出，线圈中会产生感应电流（如图甲所示），若把一个通电线圈插入闭合线圈或从线圈中拔出（如图乙所示），线圈中会产生感应电流吗?请你试一试并解释其原因。

思路分析：

1）题意分析：本题考查产生感应电流的条件。

2）解题思路：像图甲所示，插入或拔出磁铁，相当于闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，因而会产生感应电流。像图乙所示，在小线圈内通电，其周围就产生磁场，它的插入和拔出就相当于大线圈在切割磁感线，因而也能产生感应电流。

解答过程：都会产生感应电流，原因是闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动。

解题后的思考：产生感应电流的条件是：（1）闭合电路（2）导体在磁场中做切割磁感线运动，感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关。

例5. 下列四种情况中，能产生感应电流的是（ ）。

思路分析：

1）题意分析：分析四种情况中，哪种情况能产生感应电流。

2）解题思路：B和C中，导体的运动方向与磁场方向平行，不会产生感应电流；D中，导体在磁场中没有运动，也不会产生感应电流，故选A。

解答过程：A

解题后的思考：导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流，需要注意切割的方法。

例6. 下图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，铜棒AB、电流表、开关组成闭合电路。

（1）要使电流表指针发生偏转，选择一种可行的操作方法：

________________________________________________________________

（2）使铜棒AB上下运动，电流表指针能否发生偏转?

________________________________________________________________

（3）要使电流表指针偏转方向发生改变，可以采取的两种方法是：

方法一：

________________________________________________________________

方法二：

________________________________________________________________

（4）感应电流的大小除了与铜棒的运动速度有关以外，还和________有关。

思路分析：

1）题意分析：本题考查影响感应电流的产生、大小和方向的因素。

2）解题思路：要使电流表指针发生偏转，使铜棒AB向左或向右运动都可以；使铜棒AB上下运动，电流表指针不发生偏转；要使电流表指针偏转方向发生改变,可改变磁场方向或改变铜棒AB的运动方向；感应电流的大小除了与铜棒的运动速度有关以外，还和铜棒周围磁场的强弱有关。

解答过程:（1）使铜棒AB向左（或向右）运动 （2）电流表指针不发生偏转 （3）改变磁场方向； 改变铜棒AB的运动方向 （4）铜棒周围磁场的强弱

解题后的思考：产生感应电流的条件是：（1）闭合电路（2）金属棒在磁场中做切割磁感线运动。感应电流的方向与金属棒的运动方向和磁场的方向有关。感应电流的大小与铜棒的运动速度和铜棒周围磁场的强弱有关。

小结：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现象。产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向，与导体运动方向和磁感线方向有关。感应电流的大小与导体运动速度和磁场强弱有关。

知识点二：交流电动机

例1. 下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是（ ）

思路分析：

1）题意分析：本题考查发电机的工作原理。

2）解题思路：A是电磁感应现象，B是电磁铁，C是电流在磁场中受到力，D是通电导线周围存在磁场。

解答过程：A

解题后的思考：发电机是利用电磁感应原理制成的。

例2. 关于直流电动机和发电机，下列说法正确的是 （ ）

A. 电动机是利用磁场对电流产生作用的现象制成的，工作时把机械能转化为电能

B. 发电机是利用法拉第的发现——电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能

C. 电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能

D. 交流发电机和直流电动机构造相同，因此它们的工作原理是一样的

思路分析：

1）题意分析：本题考查直流电动机和发电机的区别。

2）解题思路：电动机是利用磁场对电流产生作用的现象制成的，工作时把电能转化为机械能发电机是利用法拉第的发现——电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能。交流发电机和直流电动机构造不相同，工作原理也不一样。

解答过程：B

解题后的思考：直流电动机和交流发电机的工作原理是不同的，构造也不同。

小结：直流电动机是把电能转化为机械能的机器，它的构成为：磁极、线圈、换向器、电刷。换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使电动机能持续转动。由于它是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以改变电动机转向的方法是：改变电流方向（对调电源正负极）或改变磁场方向（对调磁极）。

提分技巧

1. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动而产生感应电流的现象叫做电磁感应。在电磁感应现象中机械能转化为电能。产生感应电流的条件：（1）闭合电路。（2）部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关，要知道怎样做能够改变导体中感应电流的方向。

2. 发电机的工作原理、结构和能量转化关系。

预习导学

1. 什么是磁场、磁感线、地磁场和磁化？磁体的磁感线是怎样分布的?
2. 电磁铁的特性和工作原理是什么？

3. 电磁铁的磁性大小与哪些因素有关？

4. 电磁继电器的构造和工作原理是什么？

5. 通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与导体中的电流方向和磁场方向有什么关系？

6. 直流电动机与交流发电机的结构、工作原理和能量转化关系是什么？

7. 什么是电磁感应现象，在电磁感应中能量的转化特点是什么，产生感应电流的条件是什么？

同步练习（答题时间：45分钟）

一、选择题

1. 下列说法中不正确的是 （ ）

A. 直流发电机工作时，线圈里产生的是直流电

B. 交流发电机工作时，线圈里产生的是交流电

C. 不论是交流发电机还是直流发电机，线圈里产生的都是交流电

D. 交流发电机向外部电路供给交流电，直流发电机向外部电路供给直流电

2. 下列说法中正确的是 （ ）

A. 只要导体在磁场中运动，就能产生感应电流

B. 电磁感应现象指的是电流周围有磁场存在

C. 闭合电路的一部分导体在磁场中，如果导体不动，而让磁场运动，也可使导体中产生感应电流

D. 发电机、电磁继电器都是根据电磁感应现象工作的

3. 如图所示的装置中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的情况是 （ ）

A. 使导体棒AB上、下运动 B. 使导体棒AB左、右运动

C. 使导体棒AB前、后运动 D. 使导体棒AB保持静止不动

4. 如图所示的四种情况中，圆圈a表示垂直于纸面放置的一根导体，它是闭合电路的一部分，图中箭头表示这根导体的运动方向。那么，导体中有电流产生的是（ ）

A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 丙和丁 D. 甲和丁

5. 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（ ）

A. 闭合电路中一部分导体在磁场中运动时，一定产生感应电流

B. 导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，一定产生感应电流

C. 发电机是根据电磁感应现象制成的

D. 电磁铁是利用电磁感应现象制成的

6. 下列仪器中利用电磁感应原理制成的是（ ）。

A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁继电器 D. 电流表

二、填空题

7. 英国物理学家 在1831年首先用实验的方法发现了 现象。这一重大发现使人类实现了将 能转化为 能的愿望。

8. 电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探索过程，这是因为，电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是： 电路的 导体，在 中做 的运动时，导体中才会有电流产生。这种电流称为感应电流。

9. 实验表明，感应电流的方向不仅跟 的方向有关，还跟 的方向有关。在上述两个因素中，如果其中之一的方向改变，则感应电流的方向将 ，如果两者的方向都改变，则感应电流的方向将 。

10. 在研究电和磁的关系方面，有两位著名的历史人物及其重要发现值得我们铭记，这就是：奥斯特用实验的方法发现了 ，法拉第用实验的方法发现了 。

11. 发电机是根据 现象设计制造的，发电机的诞生实现了 能向 能的转化。

12. 电流可分为直流电流和交流电流，分别简称为直流电和交流电。 的电流称为直流电，而 的电流称为交流电。

13. 发电机在结构上分为定子和转子两部分，实验室的发电机模型，它的定子是磁极，转子是线圈。实际的大型发电机，它的定子是 ，而转子是 ，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。

14. 发电机还分为交流发电机和直流发电机。不论是哪种发电机，它的内部线圈里产生的都是交流电。所不同的是，如果采用电刷和滑环向外输电，这就是 发电机。如果采用电刷和换向器向外输电，这就是 发电机。

15. 在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 ．

三、实验题

16. 如图所示，甲表示闭合电路的一部分导体a在磁场中沿箭头方向运动时导体中感应电流的方向垂直于纸面向里（圆圈内用“×”号表示）。参照图甲，在图乙和图丙中（用“×”号或“．”号）标出感应电流的方向。

17. 用如图所示的装置做“研究电磁感应”的实验。没有电流通过电流表时，指针停在刻度盘中央；当有电流从它的正接线柱流入时，指针向右偏转。闭合开关后，当处在磁场中的导体棒ab向右运动时，发现电流表的指针向左偏转，则导体棒的 端相当于一个电池的正极。如果让导体棒ab向左运动时，则电流表的指针将向 偏转。由这两次实验可知，感应电流的方向与 方向有关。如果将蹄形磁铁翻转一下，S极在上，N极在下，重做上述实验，还可以发现：感应电流的方向与 方向有关。

试题答案

一. 选择题:

1. A 不论是交流发电机还是直流发电机，线圈里产生的都是交流电,交流发电机向外部电路供给交流电，直流发电机向外部电路供给直流电。

2. C 导体在磁场中做切割磁感线运动，才能产生感应电流。电磁继电器是电磁铁原理的应用。

3. A 导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流。

4. C

5. C 闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，一定产生感应电流

6. B

二. 填空题:

7. 法拉第 电磁感应 机械 电

8. 闭合 一部分 磁场 切割磁感线

9．磁场 导体运动 改变 不变

10. 电流的磁效应 电磁感应现象

11. 电磁感应 机械 电

12. 方向不变 方向改变

13. 线圈 磁极

14. 交流 直流

15. 动圈式话筒和发电机 动圈式扬声器和电风扇

三. 实验题

16. 乙“．”丙“×”

17. b 右 导体棒运动 磁场