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| 初三物理寒假复习指导：电磁感应及应用 | |||||||||
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| http://www.sina.com.cn 2005/02/18 10:39 城市快报 | |||||||||
| 天津四十二中 张维莎 一、重点与难点分析 1、电磁感应闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
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①产生感应电流的必要条件是：a、电路要闭合；b、闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动，缺一不可；若是闭合电路的一部分导体，但不做切割磁感线运动则无感应电流，若导体做切割磁感线运动但电路不闭合，导体上仍无感应电流则导体两端有感应电压。
②感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关(三者互相垂直)，改变磁场方向或改变导体切割磁感线方向都会改变感应电流的方向。
③在电磁感应现象中机械能转化为电能。
2、发电机发电机是根据电磁感应原理制成的，它使人们大规模获得电能成为现实。
①交流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。
②交流电的周期与频率周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量，周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间，所以单位是“秒”；频率是指每秒钟内线圈转动的周数。它的单位是“赫”，我国使用的交流电周期为0.02秒，频率是50赫，其意义是发电机线圈转一周用时0.02秒，即1秒内线圈转50周，因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50赫的交流电在1秒钟内方向改变100次。
例1、如图12-1所示，在磁场中悬挂一根导体ab，把它的两端跟电流表连接起来，合上开关，让导体ab在磁场中左右运动，你会观察到的指针发生偏转，说明电流产生。这种现象叫，在这种现象中能转化为能。[分析]本题主要考查电磁感应现象的内容及能的转化。
[答案]电流表；有；电磁感应；机械；电。
例2、如图12-2所示，图中a表示闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，试判定感应电流的方向。
[分析]电磁感应现象中涉及三个方向：即导体切割磁感线方向、磁感线方向和感应电流方向三者两两垂直。甲图中已知三者关系，将乙、丙图与之相比较：图乙：磁感应线方向相对甲图改变、导体运动方向改变，所以感应电流方向相对甲图不变，应为。图丙：磁感应线没变、运动方向改变了，所以感应电流改变应为。
答案：乙：；丙：。
二、综合应用创新思维点拨
例3、如图12-3所示，导体ab如箭头所指的方向运动，试判断在这四种情况下ab有感应电流产生的是()。
[分析]根据产生感应电流的条件，在图A和图C的情况下，导体ab虽然运动，但由于没有切割磁感应线，闭合电路中没有感应电流产生。在图B中，导线ab虽然做切割磁线运动，但由于没有构成闭合电路，所以ab中没有感应电流产生。在图D所示的情况下，导线ab成为闭合电路的一部分导体，而且做切割磁感线的运动，所以ab上有感应电流产生。
[答案]D
例4、如图12-4所示，当手摇交流发电机线圈以每秒钟5转的速度转动时()
A、电流表指针向右偏转，小灯泡正常发光
B、电流表指针向左偏转，小灯泡闪烁发光
C、电流表指针左右大幅摆动，小灯泡不亮
D、电流表指针左右小幅摆动，小灯泡闪烁发光
[分析]本题考查学生对交流电的周期、频率，以及缓慢变化的电流对电流表和灯泡工作影响的综合分析能力。
我们知道，线圈以每秒5转的速度旋转，发出的交流电的频率为5Hz，即每秒线圈中的电流方向改变10次。电流表的指针由于受惯性的作用，不可能做大幅度的左右摆动，只能小幅度左右摆动。而小灯泡是根据电流的热效应工作的，交流发电机的线圈在与磁场方向垂直时，不切割磁感线，线圈中无电流，因此灯泡中的电流是有周期性变化的。灯丝的亮度也有周期性变化，由于频率较低，这样的变化人眼能分辨出来，发生了闪烁现象。
[答案]D
三、知识扩展
英国物理学家法拉第证明磁生电的第一个实验：
1822年，31岁的法拉第开始把磁转变成电的实验，经过整整10年的不懈努力，终于在1831年发现磁引起电的现象，这种现象被称为电磁感应现象。
法拉第最初的实验是这样做的，把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接电池，线圈B接电流表。他发现，每当合上开关给线圈A通电时，或断开开关使线圈A断电时，电流表的指针就偏转，表明线圈B中产生了电流。但是，线圈B中的电流是瞬间的，当线圈A中的电流稳定以后，电流表的指针却不动了。法拉第还发现，铁环并不是必需的，拿走铁环再做这个实验，电磁感应现象仍然发生，只是线圈中的电流弱一些。
法拉第认为：线圈B只是处在线圈A的电流磁效应范围内，此外同A没有别的联系，所以B的电流只能由A的电流磁效应发生变化产生。这正是他探索10年发现的磁转变成电的现象。
法拉第确立了电磁感应的基本定律。揭示了磁和电的联系，成为现代电工学的基础。
法拉第还利用电磁感应原理，设计了历史上第一台感应发电机。
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