人教版九年级物理全册《20.5磁生电》教学案含答案解析

第二十章电与磁第5节磁生电学习目标1.知道产生感应电流的条件。2.能区别直流电和交流电。3.知道发电机发电过程中的能量转化。自主探究1.闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中就产生电流,这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做,产生的电流叫做。2.发电机发出的电流的大小和方向不断改变,这种电流叫做,简称。方向不变的电流叫做。合作探究一、什么情况下磁能生电探究实验:探究什么情况下磁可以生电。利用导线与电流表组成以下的闭合回路,做各种尝试,看能否产生电流。(1)让导线水平向左运动。(2)让导线水平向右运动。(3)让导线水平斜向上运动。(4)让导线水平斜向下运动。(5)让导线水平上下运动。导线运动情况电流表指针摆动情况水平向左向右摆动水平向右向左摆动斜向上运动摆动斜向下运动摆动上下运动不动归纳总结: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,这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。深入思考:1.感应电流的方向跟哪些因素有关呢?2.感应电流的强弱跟哪些因素有关呢?二、发电机观察实物:观察手摇发电机,了解其构造。演示实验:1.把手摇发电机跟小灯泡连接起来,用不同速度摇动转轮,观察灯泡的亮度变化。2.把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇发电机串联,转动摇把使线圈在磁场中转动,观察二极管的发光情况。实验现象:1.转轮转得慢,小灯泡暗;转轮转得快,小灯泡亮;转轮转得越快,小灯泡越亮。2.转轮转动一周,两个发光二极管交替发光一次。归纳总结:发电机发出的电流的大小和方向不断改变,这种电流叫做交变电流,简称交流。方向不变的电流叫做直流。自主学习:阅读课本P139~P140“发电机”的内容,学习有关的知识。1.交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为Hz。2.发电机由和两部分组成。发电机发电的过程是能量的过程。课堂检测1.产生感应电流的条件是()A.导体在磁场中做切割磁感线运动B.闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动C.闭合电路的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动2.如图所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,它在磁场中沿图示的方向运动时,哪种情况下不会产生感应电流()3.法拉第发现电磁感应现象,是物理学史上的一个伟大发现。下列设备中,根据电磁感应现象制成的是()A.电动机B.电磁铁C.发电机D.电水壶4.关于发电机的说法中错误的是()A.发电机可以维持电路两端的电压B.发电机能将机械能转化为电能C.发电机可以使闭合电路中有持续电流D.发电机可以制造自由电子5.关于电磁现象,下列说法中正确的是()A.通电线圈在磁场中受力转动的过程中,机械能转化为电能B.指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用C.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定产生电流6.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验,用手快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光,微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验,下列说法正确的是()A.电风扇发电的原理是电磁感应B.电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用C.电风扇发电过程是把电能转化为机械能D.小灯泡发光是把光能转化为电能7.下列装置中是利用电磁感应原理工作的是()8.如图所示是王浩同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情境(图中箭头表示导体的运动方向),下列说法中正确的是()A.比较图(a)和图(b)可知,感应电流的方向与磁场方向有关B.比较图(b)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向无关C.比较图(a)和图(c)可知,感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关D.由图(d)可以得出结论,感应电流的方向跟导体是否运动无关9.如图所示,闭合开关,通电螺线管的上端为极,将滑动变阻器滑片向右滑动,弹簧将(选填“伸长”或“缩短”)。如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是现象。10.如图所示是动圈式话筒(麦克风)的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时,人声带由于而产生的声音,通过传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的,线圈在运动中能量的转化情况是。11.如图所示的装置,“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块,软铁块下方有一螺线管,螺线管两端导线与金属导轨abcd相连,导体棒ef放在导轨上,当它向右滑动时,弹簧测力计示数将G(选填“大于”“小于”或“等于”)。该实验涉及的两个物理现象是:(1);(2)。12.(1)如图甲所示,当悬挂着的导体棒a在磁场中左右运动时,观察到小量程电流表的指针会摆动,随着对这种现象的深入研究,人们发明制造了机,实现了能向电能的转化。(2)如图乙是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈;摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动,据此猜测,这种电筒的制造原理是,其中那个滑动的物块是。参考答案自主探究1.切割磁感线电磁感应感应电流2.交变电流交流直流合作探究一、什么情况下磁能生电深入思考:1.感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向有关。2.感应电流的强弱跟导体切割磁感线的速度和磁场的强弱有关。二、发电机自主学习:1.502.转子定子转化课堂检测1.D2.C解析:产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。观察题图可知,C项的情境中,导体没有做切割磁感线运动,这种情况不能产生感应电流。3.C解析:发电机是根据电磁感应现象的原理制成的,它实现了将机械能转化为电能。4.D解析:发电机在电路中是电源,它可以维持电路两端的电压,使闭合电路中有持续的电流,但发电机并不能制造自由电子,它只能使自由电子定向移动形成电流。发电机能将机械能转化为电能。5.BD解析:由于通电线圈周围会产生磁场,放在磁场中受到磁场作用力而转动,使电能转化为机械能,故A项错误。磁场中某点的磁场方向是由磁场本身决定的,放在该点的小磁针可以检测该点的磁场方向,故C项错误。6.A解析:微风电风扇由磁体、线圈等组成,当用手快速拨动风扇叶片时,线圈做切割磁感线运动产生感应电流,所以,电风扇发电的原理是电磁感应。7.B解析:电动机的前提是供电,结果是产生运动,利用通电导体在磁场中受力的原理,故A项不符合题意;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理,故B项符合题意;电磁继电器是利用电流磁效应的原理制成的,故C项不符合题意;扬声器把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理,D项不符合题意。8.A解析:图(a)和图(b)中,导体切割磁感线的方向相同,磁场方向不同,是探究感应电流与磁场方向的关系;图(b)和图(c)磁场方向相同,导体切割磁感线的方向不同,是探究感应电流方向跟导体切割磁感线方向之间的关系;由图(a)和图(c)可知,当磁场方向和导体切割磁感线方向均发生改变时,感应电流的方向不变;图(d)中导体运动方向跟磁场方向平行,电路中无感应电流。9.答案:N缩短电磁感应解析:本题结合动态电路分析考查通电螺线管,为常见题型。解题时由电流方向结合螺线管绕线方式判定其上端为N极,故对其上方磁体为引力。电磁铁磁性强弱与电流大小有关,当滑片向右滑时,导致接入电路阻值增加,电流变小,电磁铁磁性减弱,对上方磁体引力减小,故弹簧缩短。而后者因为电流表指针偏转可判定有电流通过,即为电磁感应现象。10.答案:振动空气电流机械能转化为电能解析:动圈式话筒是依据电磁感应现象制成的。当对着话筒说话时,声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线的运动,从而产生随声音变化的感应电流。动圈式话筒的工作原理可以概括为:振动电流。11.答案:大于电磁感应现象磁化现象(或电流的磁效应)解析:导体ef向右滑动时,满足产生感应电流的条件,则有电流通过螺线管,螺线管具有磁性,再吸引上面软铁块,使弹簧测力计示数变大。12.答案:(1)发电机械(2)电磁感应现象磁铁解析:图甲是电磁感应现象,利用这一原理制成了发电机,实现了由机械能向电能的转化;“手摇充电式电筒”能自动充电同样是利用了电磁感应原理,它采用了线圈不动,磁极运动的方法,当上下摇动电筒时,磁极相对于线圈做切割磁感线运动,产生感应电流。