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2019-2020年九年級科學上冊《電能的獲得和轉化》教學案（無答案） 華師大版 【知識梳理】 一、電磁感應 1.定義：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中就會產生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象。 2.感應電流 (1)定義：在電磁感應現(xiàn)象中產生的電流。 (2)產生的條件：有磁場、閉合電路、一部分導體、做切割磁感線運動。 (3)導體中感應電流的方向，跟導體的運動方向和磁感應線的方向有關。如果改變其中一個量的方向，則電流方向將改變；如果兩個量的方向同時發(fā)生改變，則電流方向將不變。 3.感應電壓：在電磁感應現(xiàn)象中產生的電壓。 注意點：有感應電壓時不一定有感應電流，有感應電流時一定有感應電壓。 4.應用：交流發(fā)電機。 (1)構造：線圈、磁極、銅環(huán)、電刷。 (2)工作原理：電磁感應。 (3)能量轉換：機械能轉化為電能。 (4)工作過程：在外力作用下，轉子轉動一周，切割磁感線的方向發(fā)生兩生改變，電流的方向也隨之發(fā)生兩次改變，從而產生電流方向呈周期性變化的交流電。 注意點：交流發(fā)電機和直流發(fā)電機在內電路線圈中產生的都是交流電。交流發(fā)電機通過銅環(huán)向外輸出交流電。直流發(fā)電機通過換向器向外輸出直流電。 (5) 大型交流發(fā)電機主要由轉子和定子兩部分組成。一般采用線圈不動磁極旋轉的發(fā)電機叫做旋轉磁極式發(fā)電機。， 二、交流電和直流電 1.交流電：電流方向周期性變化的電流。我國家庭電路使用的是交流電。電壓是220V，周期是0.02S，頻率是50Hz，電流方向在ls內改變100次。 2.直流電；電流方向不變的電流。 三、磁場對電流的作用 1.通電導體在磁場中受到力的作用。通電導體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁場方向有關。如果改變其中一個量的方向，則受力方向將改變；如果兩個量的方向同時發(fā)生改變，則受力方向將不變。 2.導體受到的安培力的方向與磁場方向、電流方向的關系用左手定則表示：伸開左手、讓磁感線從手心穿人，使伸直的四指所指方向與導體中的電流方向一致，則與四指垂直的大拇指方向就是導體受到的安培力的方向。 3.應用：直流電動機。 (1)構造：線圈(轉子)、磁鐵(定子)、換向器、電刷。 (2)工作原理：通電導體在磁場中受力轉動。 (3)能量轉換：電能轉換為機械能。 (4)平衡位置：線圈處于平衡位置(線圈面與磁感線垂直)時受平衡力作用。 (5)換向器的作用：當線圈轉過平衡位置時，通過換向器改變電流方向，從而改變線圈的受力方向、保證線圈持續(xù)轉動。 注意點；直流電動機的線圈在平衡位置時沒有電流。 四、電流的熱效應 1.電流通過導體時，導體會發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流熱效應。這是電能轉化為內能的過程。 2.焦耳定律：通電導體產生的熱量Q與通過導體的電流I的平方、導體的電阻R和通電時間t成正比，即(適用于所有電路)。 五、電流的化學效應 蓄電池的充電反應和放電反應是可逆的。鉛蓄電池在放電時正極板是，負極板是Pb、電源內部電流由負極流向正極。 【典型例題】 考點一 電動機的工作原理 例1 （xx?鐵嶺）下列四幅圖中，能夠說明電動機工作原理的是（　?。? A． B． C． D． 考點二 磁場對通電導線的作用 例2 （xx?南寧）如今，刷卡機廣泛應用于銀行、超市．當人們將帶有磁條的信用卡在刷卡機指定位置刷一下，刷卡機的檢測頭就能產生感應電流，便可讀出磁條上的信息．圖中能反映刷卡機讀出信息原理的是（　?。? A． B． C． D． 考點三 探究電磁感應現(xiàn)象 例3 （xx?錦州）探究利用磁場產生電流的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置． （1）實驗中，通過觀察____________來判斷電路中是否有感應電流． （2）閉合開關后，要使電路中形成感應電流，銅棒ab應_________運動（選填“上下”或“左右”），這是一種_________現(xiàn)象，利用這一原理可制成_______． （3）要使電流表指針偏轉方向發(fā)生改變，可以采取的方法有__________________________（答出一種方法即可）． 【探索自然】 例 在“探究感應電流的產生”的實驗中，小穎同學的四次實驗情況分別如圖所示． （1）有同學說：“只要閉合電路中的一部分導體在磁場中運動，就會產生感應電流．”你認為他的說法正確嗎？_______,_________圖可支持你的結論． （2）為了探究感應電流的方向跟磁場方向和導體運動方向之間的關系． A．根據(jù)圖甲和圖乙的實驗現(xiàn)象可以得出結論：_____________________ B．根據(jù)圖乙和圖丁的實驗現(xiàn)象可以得出結論：_____________________ （3）從能量的角度來分析，感應電流的產生過程是_________能轉化為能． 【牛刀小試】 1.在圖所示的實驗裝置中，能夠說明電磁感應現(xiàn)象的是（　?。? A． B． C． D． 2.在制作簡易電動機的過程中，若要改變電動機的轉動方向，可以（　?。? A．增大電源的電壓 B．將電源的正負極對調 C．換用磁性更強的磁鐵 D．同時改變電流方向和磁場方向 3.（xx?廣州）線圈abcd轉動過程中經(jīng)過圖甲、乙位置時，導線　a　b　所受磁場力的方向（　　） A．相反，是由于磁場方向相反了 B．相反，是由于流過ab的電流方向相反了 C．相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都改變了 D．相同，是由于磁場方向、流過ab的電流方向都沒改變 4.連接在電路中的蓄電池（　　） A．一定是電源 B．一定是用電器 C．既不是電源，也不是用電器 D．既可以是電源，又可以是用電器． 5.關于電磁感應現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。? A．電磁感應現(xiàn)象中機械能轉化為電能 B．感應電流的方向只跟導體運動方向有關 C．電磁鐵是利用電磁感應原理制成的 D．閉合電路的一段導體在磁場中運動就一定會產生感應電流 如圖所示是電學中很重要的兩個實驗，其中利用甲圖所示的實驗裝置原理可以制造出—________機，利用乙圖所示的實驗裝置原理可以制造出___________機． （xx?汕頭）為了探究電動機為什么會轉動，小明根據(jù)電動機主要構造制作了一臺簡易電動機（如圖）他用回形針做成兩個支架，分別與電池的兩極相連用漆包線繞一個矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮將線圈放在支架上，磁體放在線圈下方閉合開關，用于輕推一下線圈，線圈就會不停地轉動起來． （1）要想改變線圈的轉動方向，小明可采用的措施是：________________、 ________________________________；（寫出兩點） （2）開關閉合后，如果電動機不轉，可能的原因是：__________________、 _____________________________________；（寫出兩點） （3）小明還想設計一個能調節(jié)電動機轉速的實驗裝置，他還需要的主要器材是__________并在虛線框內畫出實驗電路圖（電動機用符號M表示） 【高手過招】 1.（xx?鹽城）如圖所示，用棉線將銅棒ab懸掛于磁鐵N、S極之間．閉合開關，當ab做切割磁感線運動時，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉．利用這一現(xiàn)象所揭示的原理，可制成的設備是（　?。? A．電動機 B．發(fā)電機 C．電磁繼電器 D．電飯煲 2.（xx?桂林）如圖所示，是研究電流熱效應的部分實驗電路，甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值．比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲、U乙以及它們在相同時間內分別產生的熱量Q甲、Q乙的大小，下面關系中正確的是（　　） A．U甲=U乙，Q甲=Q乙 B．U甲＜U乙，Q甲＞Q乙 C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙 D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙 3.（xx?南寧）如圖所示，a表示垂直于紙面的一根導體，是閉合電路的一部分．它在磁場中沿圖示的方向運動時，不會產生感應電流的是（　?。? A． B． C． D． 4.（xx?雅安）同學們做實驗的裝置如圖所示，閉合開關，先將導體ab水平用力向右移動，導體cd也隨之運動起來．則在以上的實驗中下列說法正確的是（　?。? A．實驗裝置中的甲裝置運用的原理是電磁感應現(xiàn)象 B．實驗裝置中的甲裝置把電能轉化為機械能 C．實驗裝置中的乙裝置產生的現(xiàn)象在生活中的應用是發(fā)電機 D．若將導體ab水平用力向左移動，導體cd的運動方向不變 （xx?黃岡）電阻制動是高速動車組列車制動方式之一：在列車需要減速或停車時，停止給電機供電，同時將一電阻接入電機．列車失去動力后，由于____________，仍將繼續(xù)前進，帶動電機轉動，電阻發(fā)熱．此過程中，機械能最終轉化成_______能，電機實際上是________（填“發(fā)電機”或“電動機”）． （xx?菏澤）如圖甲所示為猴子蕩千秋的游戲裝置，閉合電鍵后，猴子就會繞上方的橫梁往復振蕩．其內部電路基本結構如圖乙所示（實現(xiàn)往復振蕩的電路圖中未畫出）． （1）開關閉合后，螺線管中產生磁場，其上方是極 （2）要讓猴子動起來，下列設計和原理中，錯誤或不合理的是 A．應用了電流的磁效應　 B．應用了電磁感應的原理 C．應用了電動機的原理 D．螺線管安裝在底盤內，直導線安裝在 猴子的座位內． 科學研究需要“大膽猜測，小心求證”，下面是對“感應電流的大小跟那些因素有關？”所做的猜測與求證。 猜測1：可能與導線切割磁感線的速度有關。 猜測2：可能與導線切割磁感線的方向有關。 猜想3：可能與切割磁感線的導線條數(shù)有關。 為了驗證以上猜測，某同學先后用圖甲和圖乙的裝置進行實驗。你認為他的實驗是為了驗證上述那個猜測？___________。 要利用圖甲的裝置來驗證猜測1，在進行對照實驗時，其操作上的區(qū)別是_______________________。 【華山論劍】 1.（2011?無錫）回顧如圖所示“什么情況下磁可以生電”的探究過程，你認為以下說法正確的是（　　） A．讓導線在磁場中靜止，蹄形磁鐵的磁性越強，電流表指針偏轉角度越大 B．用匝數(shù)較多的線圈代替單根導線，且使線圈在磁場中靜止，這時電流表 指針偏轉角度大些 C．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿水平方向運動時，電流表指針會發(fā)生偏轉 D．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿豎直方向運動時，電流表指針會發(fā)生偏轉 如圖是同學們安裝過的直流電動機模型． （1）在某次安裝直流電動機模型活動中，金桓同學和劉永同學各自把安裝好的電動機接入電路，閉合開關線圈均不轉．金桓同學用手輕輕把電刷（銅片）彎曲一下，線圈就轉動起來，則他的線圈不轉的原因是__________________________；劉永同學在原磁體上加一塊磁體，線圈就轉動起來，則她的線圈不轉的原因是_______________________________． （2）線圈正常轉動后，若把電源的兩極對調一下，觀察到線圈轉動___________的發(fā)生變化；若改變線圈中的電流大小，觀察到線圈轉動的_____________發(fā)生變化． （3）許多家用電器用到電動機，請你列舉一種裝有電動機的家用電器的名稱是_____________． 3.（1）如圖是電學中很重要的兩個實驗，其中甲圖裝置是研究___________________________________________的規(guī)律；乙圖裝置是研究___________________________________________的規(guī)律． （2）圖丙是法拉第發(fā)明的能夠產生持續(xù)電流的機器--發(fā)電機，金屬圓盤可以看成是由無數(shù)根長度等于圓盤半徑的導線組成的．金屬圓盤在磁極間不斷轉動，每根導線都在做切割磁感線運動，從而產生持續(xù)的電流．某校探究小組仿制了這個發(fā)電機裝置圖丁，對影響電流大小的因素進行如下探究： ①當圓盤轉速增大時，電流表指針偏轉增大，說明電流大小_________跟有關； ②保持圓盤轉速不變，換用一個半徑更大的金屬圓盤，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉更大，說明電流大小還跟__________有關； ③保持圓盤轉速不變，換用_________，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉更大，說明電流大小跟磁場強弱有關．