梦流讲座
【作者】沈括 【年代】宋
如果你用磁铁磨一根针，那么尖锐的部分将始终指向南方。
还有一些指向北方，但恐怕石头的性质不同。
南北方是对立的，理应有差异，但我还没有深入思考过。
《梦溪笔谈》是我国宋代杰出科学家沈括晚年所著的一部巨作，记录了他一生的经历和研究成果，被科学史学家誉为“中国科学史上的一个坐标”。
沈括在《梦溪笔谈》中记载“以磁铁磨针尖，尖处常向南”，就是说用磁铁磨针，可以使针带磁性，这是一种磁化现象。这个记载不仅在我国，甚至在世界上，都是最早的。上节课我们学习了带电的导体可以产生磁。那么，除了针这样的物体能磁化外，磁还能产生电吗？今天我们一起来学习初中物理第十六章第五节“电磁感应发电机”：
1电磁感应现象
电磁感应发电机
概念
物理学中，利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，由电磁感应产生的电流称为感应电流。
这一现象是英国物理学家法拉第经过10年的不懈努力发现的。
研究产生感应电流的条件
研究产生感应电流的条件
实验设置
如下图所示安装导线AB、开关、小量程电流表和马蹄形磁铁：
注：小量程电流表俗称灵敏电流表，用小量程电流表可以检测电路中几毫安到几十毫安的微小电流。
实验探索
1. 探索感应电流的产生
（1）探究问题：导体AB在磁场中运动，如何在电路中产生电流？
（2）实验观察：
电路条件
导体 AB 在磁场中的运动
感应电流
电路
关闭
仍然
没有任何
切割磁通线
有
不要切割磁通线
没有任何
电路
断开
仍然
没有任何
切割磁通线
没有任何
不要切割磁通线
没有任何
注：导体AB可以想象成一把刀，它在移动时如果与磁力线相交，就切割磁力线，否则不切割磁力线。
3.实验结论：当闭合电路的导体一部分在磁场中移动，切割磁力线时，导体中就会产生感应电流。
2. 探索感应电流的方向
（1）探究问题：既然导体在磁场中切割磁力线时能产生感应电流，那么怎样改变感应电流的方向呢？
（2）实验观察：
改变磁场方向或者改变导体AB的运动方向，观察电流方向如何变化？
3.实验结论：若改变磁场方向或改变切割磁力线的方向，则感应电流的方向也会改变，即感应电流的方向与磁场方向、切割磁力线的方向有关。
实验描述：
产生感应电流的条件有两个：
（1）是“闭合电路中的导体的一部分”。这句话有两层含义：①电路应该是闭合的，而不是开路的；②导体中一定有一部分是切割磁通线的，也就是说，切割磁通线的导体一定是闭合电路的一部分。
（2）“切割磁力线”。所谓切割磁力线，就好比切菜一样，可以竖着切，也可以斜着切，但一定要切割磁力线。
2 发电机
电磁感应现象在实际生活中有着广泛的应用，例如动圈式麦克风、发电机等等。让我们仔细看看发电机。
手摇发电机
原则
发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将机械能转化为电能，再加上线圈有电阻，电流通过时会产生热量，所以一部分机械能就转化为内能了。
分类
1.交流发电机
①结构：磁铁、线圈、滑环、电刷等。
②周期：交流发电机线圈每旋转一周，线圈内的电流就重复做同样的变化，这种变化叫周期性变化，我国使用的交流电频率为50Hz，周期为0.02s，1s内电流方向改变100次。
（二）直流发电机
①结构：磁钢、线圈、换向器、电刷等。
②直流电：线圈产生交流电，由于换向器的作用网校头条，供给外部的电流为直流电。
发电机和电动机之间最明显的区别
发电机没有电源，电动机有电源。
典型例子：（2018•淮安）在探索“产生感应电流的条件”的实验中。
（1）实验时物理初中电磁，观察判断电路中是否有感应电流。
（2）当开关闭合时，若导体AB不动，将磁铁向左或向右移动，则电路中就会有（选择“是”或“否”）感应电流。
（3）这个实验的结论是：当闭合电路的导体的一部分在磁场中移动时，导体中就会产生感应电流。
（4）如果用小量程电流表代替，可以研究磁场对载流导体的影响。
【解析】（1）电路中有电流时，电流表的指针会移动，因此，我们可以通过观察电流表指针是否偏转来判断是否有感应电流产生；（2）（3）产生感应电流的条件是电路有一部分闭合，导体在磁场中运动，是切割磁力线的。（4）通电导体在磁场中会受到力的作用。
【答案】解答：（1）实验时，我们可以通过观察电流表的指针是否偏转来判断电路中是否产生了感应电流；（2）闭合开关时物理初中电磁，若导体AB不动，而磁铁左右移动，导体就会切割磁力线。（3）这个实验的结论是：当闭合电路的导体一部分在磁场中移动，切割磁力线时，导体中就会产生感应电流；（4）如果用小量程电流表，换上电源，闭合开关，电流流过导体条，导体条受到安培力的作用，就可以观察到磁场对载流导体的影响。所以，答案是：（1）电流表的指针会偏转吗？（2）会；（3）切割磁力线；（4）电源。
【点评】本题是探究电磁感应现象的实验，考查学生对产生感应电流的条件以及影响感应电流大小和方向的因素的理解。
3. 考试题目重现
练习一：（2018•无锡）利用如图所示的实验装置“探究感应电流产生的条件”时，下列说法正确的是（）
A.导电杆AB应采用铁杆
B.只要开关闭合，灵敏的检流计G的指针就会偏转
C.只要导体棒AB水平向右移动，灵敏检流计G的指针就会偏转
d.开关闭合后，当导电棒AB作水平向右移动时，灵敏检流计G的指针将发生偏转
练习二：（2018•陕西）下图是模拟风力发电的模型，当电动机通电后，风扇A高速旋转产生风力，模拟自然风，风扇B在风力作用下带动发电机发电，同时小灯泡发光。下列哪项表述是正确的？
A.电机旋转时，将机械能转化为电能
B.发电机利用电磁感应工作。
C、当蓄电池电压降低时，风扇a的转速不会变化。
D.风速不会影响小灯泡的亮度。
练习三：（2018•海南）如图所示的实验装置中，当导体棒ab移动（选“上下”或“左右”）时，灵敏的检流计的指针会发生偏转，人们利用这一实验原理进行发明创造（填入“电动机”或“发电机”）。
练习四：（2018•兰州）如图所示，将一根长软导线的两端接在一只灵敏电流表的两个接线柱上。两名学生握住导线，像跳绳一样在空中摇晃，使导线切割地球磁场。如果灵敏电流表的指针发生偏转，我们就可以判断两名学生站在地面的方向（选择“东西向”或“南北向”）。这个实验的原理是老师上课经常用到的“小蜜蜂”功放，声音从话筒传到功放，经功放放大后再通过扬声器发出。“小蜜蜂”中应用上述原理的元件是。（选择“话筒”或“扬声器”）
练习五：（2018•河南）小明利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）当磁铁静止，开关闭合，导电杆沿（可选“上下”或“左右”）方向移动时，电流表指针会发生偏转。
（2）导体杆静止，开关闭合，磁铁上下移动，电流表指针（选择“会”或“不会”）偏转。
（3）当断开开关时，无论磁铁如何摆放，无论导体杆如何移动，电流表的指针都不发生偏转。由此小明得出结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中移动时，电路中就会产生感应电流。
（4）小明进一步推测，感应电流的大小可能与导体的速度、磁场的强度有关。为了探究感应电流的大小是否与磁场强度有关，应做如下实验：
结尾
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