一、重點(diǎn)與難點(diǎn)分析
1、電磁感應(yīng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.
①產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件是：a、電路要閉合；b、閉合電路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),缺一不可；若是閉合電路的一部分導(dǎo)體,但不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)則無感應(yīng)電流,若導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)但電路不閉合,導(dǎo)體上仍無感應(yīng)電流則導(dǎo)體兩端有感應(yīng)電壓.
②感應(yīng)電流的方向跟磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)(三者互相垂直),改變磁場(chǎng)方向或改變導(dǎo)體切割磁感線方向都會(huì)改變感應(yīng)電流的方向.
③在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
2、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的,它使人們大規(guī)模獲得電能成為現(xiàn)實(shí).
①交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成,另外還有滑環(huán)、電刷等.
②交流電的周期與頻率周期和頻率是用來表示交流電特點(diǎn)的兩個(gè)物理量,周期是指交流發(fā)電機(jī)中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,所以單位是“秒”；頻率是指每秒鐘內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù).它的單位是“赫”,我國(guó)使用的交流電周期為0.02秒,頻率是50赫,其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)一周用時(shí)0.02秒,即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50周,因?yàn)榫€圈每轉(zhuǎn)一周電流方向改變兩次,所以,頻率為50赫的交流電在1秒鐘內(nèi)方向改變100次.
例1、如圖12-1所示,在磁場(chǎng)中懸掛一根導(dǎo)體ab,把它的兩端跟電流表連接起來,合上開關(guān),讓導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng),你會(huì)觀察到的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電流產(chǎn)生.這種現(xiàn)象叫,在這種現(xiàn)象中能轉(zhuǎn)化為能.[分析]本題主要考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)容及能的轉(zhuǎn)化.
[答案]電流表；有；電磁感應(yīng)；機(jī)械；電.
例2、如圖12-2所示,圖中a表示閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),試判定感應(yīng)電流的方向.
[分析]電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及三個(gè)方向：即導(dǎo)體切割磁感線方向、磁感線方向和感應(yīng)電流方向三者兩兩垂直.甲圖中已知三者關(guān)系,將乙、丙圖與之相比較：圖乙：磁感應(yīng)線方向相對(duì)甲圖改變、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變,所以感應(yīng)電流方向相對(duì)甲圖不變,應(yīng)為.圖丙：磁感應(yīng)線沒變、運(yùn)動(dòng)方向改變了,所以感應(yīng)電流改變應(yīng)為.
答案：乙：；丙：.
二、綜合應(yīng)用創(chuàng)新思維點(diǎn)撥
例3、如圖12-3所示,導(dǎo)體ab如箭頭所指的方向運(yùn)動(dòng),試判斷在這四種情況下ab有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是().
[分析]根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,在圖A和圖C的情況下,導(dǎo)體ab雖然運(yùn)動(dòng),但由于沒有切割磁感應(yīng)線,閉合電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生.在圖B中,導(dǎo)線ab雖然做切割磁線運(yùn)動(dòng),但由于沒有構(gòu)成閉合電路,所以ab中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生.在圖D所示的情況下,導(dǎo)線ab成為閉合電路的一部分導(dǎo)體,而且做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),所以ab上有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
[答案]D
例4、如圖12-4所示,當(dāng)手搖交流發(fā)電機(jī)線圈以每秒鐘5轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)()
A、電流表指針向右偏轉(zhuǎn),小燈泡正常發(fā)光
B、電流表指針向左偏轉(zhuǎn),小燈泡閃爍發(fā)光
C、電流表指針左右大幅擺動(dòng),小燈泡不亮
D、電流表指針左右小幅擺動(dòng),小燈泡閃爍發(fā)光
[分析]本題考查學(xué)生對(duì)交流電的周期、頻率,以及緩慢變化的電流對(duì)電流表和燈泡工作影響的綜合分析能力.
我們知道,線圈以每秒5轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),發(fā)出的交流電的頻率為5Hz,即每秒線圈中的電流方向改變10次.電流表的指針由于受慣性的作用,不可能做大幅度的左右擺動(dòng),只能小幅度左右擺動(dòng).而小燈泡是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的,交流發(fā)電機(jī)的線圈在與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),不切割磁感線,線圈中無電流,因此燈泡中的電流是有周期性變化的.燈絲的亮度也有周期性變化,由于頻率較低,這樣的變化人眼能分辨出來,發(fā)生了閃爍現(xiàn)象.
[答案]D
三、知識(shí)擴(kuò)展
英國(guó)物理學(xué)家法拉第證明磁生電的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)：
1822年,31歲的法拉第開始把磁轉(zhuǎn)變成電的實(shí)驗(yàn),經(jīng)過整整10年的不懈努力,終于在1831年發(fā)現(xiàn)磁引起電的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
法拉第最初的實(shí)驗(yàn)是這樣做的,把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上,線圈A接電池,線圈B接電流表.他發(fā)現(xiàn),每當(dāng)合上開關(guān)給線圈A通電時(shí),或斷開開關(guān)使線圈A斷電時(shí),電流表的指針就偏轉(zhuǎn),表明線圈B中產(chǎn)生了電流.但是,線圈B中的電流是瞬間的,當(dāng)線圈A中的電流穩(wěn)定以后,電流表的指針卻不動(dòng)了.法拉第還發(fā)現(xiàn),鐵環(huán)并不是必需的,拿走鐵環(huán)再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),電磁感應(yīng)現(xiàn)象仍然發(fā)生,只是線圈中的電流弱一些.
法拉第認(rèn)為：線圈B只是處在線圈A的電流磁效應(yīng)范圍內(nèi),此外同A沒有別的聯(lián)系,所以B的電流只能由A的電流磁效應(yīng)發(fā)生變化產(chǎn)生.這正是他探索10年發(fā)現(xiàn)的磁轉(zhuǎn)變成電的現(xiàn)象.
法拉第確立了電磁感應(yīng)的基本定律.揭示了磁和電的聯(lián)系,成為現(xiàn)代電工學(xué)的基礎(chǔ).
法拉第還利用電磁感應(yīng)原理,設(shè)計(jì)了歷史上第一臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī).