2019九年级物理上册 8电磁感应现象 5页

电磁感应现象 初中物理 电磁感应现象 ‎【考点精讲】‎ ‎1. 电磁感应 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时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. 感应电流的产生条件 ‎（1）电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各个元件连接成一个电流的通路。如果是不闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体上也不会有感应电流产生，只是在导体两端产生电压，因为不闭合就形不成电荷定向移动的通路（即是断路），当然电路中就没有电流。‎ ‎（2）“一部分导体”，这里要注意的是做切割磁感线运动时必须是闭合电路的“一部分导体”，而不是“整个电路”，如果是整个电路做切割磁感线运动，就不一定有感应电流产生了。值得注意的是，我们可以把这“一部分导体”看做电源。‎ ‎（3）更要注意的是“做切割磁感线的运动”，所谓切割磁感线就是把磁感线切断，这就是说，导体的运动方向一定与磁感线成一定角度，而不是与磁感线平行，否则磁感线是“切不断”的。从广义上理解,“切割”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线；导体不动，磁场运动时，导体也能切割磁感线。‎ ‎3. 感应电流的方向 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，与磁场方向有关。若其中一个方向发生了改变，则感应电流的方向就会随之改变；若这两个方向同时改变，这时感应电流的方向不变。‎ ‎4. 发电机 5‎ ‎ ‎ ‎（1）结构：发电机是由定子和转子组成的。‎ ‎（2）原理：电磁感应。‎ ‎（3）能量转化：机械能转化为电能。‎ ‎（4）交流电：发电机产生的感应电流的大小和方向会发生周期性的变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流电。在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比值叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹（Hz）。我国电网的交流电频率是50Hz，即1秒内线圈转过50周，交流电的方向每周期改变2次，电流方向1s内改变100次。‎ ‎【典例精析】‎ 例题1 如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面向里的磁感线，当矩形线框从位置A向右匀速移动到位置B时，关于矩形线框内感应电流的情况，说法正确的是（ ）‎ A. 没有感应电流 B. 无→有→无 C. 有→无→有 D. 一直有感应电流 思路导航：本题主要考查同学们对“一部分导体在磁场中做切割磁感线运动”的理解。矩形线框向右运动时，上、下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右刚开始运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，满足产生感应电流的条件，会有感应电流产生；当线框全部进入磁场向右运动时，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，这时没有感应电流产生；当线框右边离开磁场，线框左边做切割磁感线运动，满足产生感应电流的条件，会有感应电流产生。‎ 答案：C 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（ ）‎ 5‎ ‎ ‎ A. 直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电 B. 直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电 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 思路导航：发电机的线圈在转动过程中，周期性地不断切割磁感线，所以在线圈内产生了交流电。而供给外部的是直流电，所以A说法正确，B说法错误；直流发电机是根据电磁感应原理制成，电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以C说法错误；换向器的作用是将线圈中的交流电在输出时，变为直流电。而线圈中仍是交流电，所以D说法错误。‎ 答案：A 例题3 如图所示是探究电磁感应现象的装置。‎ ‎（1）闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或”不偏转”）。‎ ‎（2）利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如下：‎ 实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向 ‎①‎ 向下 向右 向左 ‎②‎ 向上 向右 向右 ‎③‎ 向下 向左 向右 ‎④‎ 向上 向左 向左 在上述四次实验中，比较 两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较 两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。‎ ‎（3）在探究中还发观，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与 有关。‎ ‎（4）有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关。请写出简要做法： ；如何判断： 。‎ ‎（5）如图所示是实验室用到的手摇发电机模型，将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），这表明该发电机模型发出的电是 （选填“交流电”或“直流电”）。‎ 5‎ ‎ ‎ 思路导航：（1）导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，完全不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不发生偏转。‎ ‎（2）研究感应电流的方向与磁场方向的关系时，应控制导体切割磁感线的方向不变，只改变磁场方向，满足条件的是实验①和②（或③和④）；研究感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向的关系时，应保持磁场方向不变，满足条件的是实验①和③（或②和④）；比较实验①和④（或②和③）可知：在磁场方向和导体切割磁感线运动方向同时发生改变时，感应电流的方向不变。‎ ‎（3）导体AB水平向左（或向右）切割磁感线运动的快慢不同，灵敏电流计的指针偏转角度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。‎ ‎（4）要探究感应电流的大小与磁场强弱的关系，设计实验步骤时应采用控制变量法，保持导体切割磁感线运动的速度等因素不变，只改变磁场的强弱；另外灵敏电流计指针偏转幅度越大，表示产生的感应电流越大。‎ ‎（5）发电机中的线圈旋转时，磁场方向不变，但线圈的运动方向不断地改变，因此感应电流的方向也随之改变，故可观察到灵敏电流计的指针左右摆动，这说明发电机发出的是大小和方向不断变化的交流电。‎ 答案：（1）不偏转；（2）①和②（或③和④）；①和④（或②和③）；（3）导体切割磁感线的速度；（4）保持切割磁感线运动的速度等因素不变，改变磁场的强弱；观察灵敏电流计指针的偏转幅度；（5）左右摆动；交流电 ‎【总结提升】‎ ‎1. 切割磁感线时，导体不一定是运动的。‎ ‎“切割”指的导体与磁场的相对运动。磁场不运动，导体运动，如在电磁感应实验中，导体会切割磁感线，有感应电流产生；导体不运动，磁场运动，如对于大型发电机来说，定子是线圈，转子是磁极，这时导体也会切割磁感线，也有会感应电流产生；导体不动，磁体也不动，但是磁体的磁性强弱发生了变化，即产生了变化的磁场，这时也相当于导体切割了磁感线，也会有感应电流产生，电磁炉就是根据这个原理制成的。‎ 5‎ ‎ ‎ 电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的强弱变化的磁感线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡电流，令锅底迅速发热，从而达到加热食品的目的。‎ ‎2. 大型电流发电机比一般发电机需要改进的地方。‎ ‎①产生更高的电压和更强的电流；‎ 更强的磁场、更多匝数的线圈、更快的转动。‎ ‎②确保更稳定、安全的工作状态；‎ 旋转磁极式发电机 ‎③设计更丰富的启动转子的装置。‎ 5‎ ‎ ‎