《夢溪筆談》
【作者】沈括 【朝代】宋
以磁石磨針鋒，則銳處常指南，
亦有指北者，恐石性亦不同，
南北相反，理應有異，未深考耳。
《夢溪筆談》是我國宋代傑出的科學家沈括晚年撰寫的自己畢生見聞和研究成果的一部巨著，被科學史家譽為「中國科學史上的坐標」。
沈括在《夢溪筆談》中記載「以磁石磨針鋒，則銳處常指南」，即用磁石磨針可以使針帶上磁性，這是一種磁化現象。這一記載，不僅在我國，即使在世界上也是最早的。在上一節課中我們學習了通電導體可以產生磁，那麼磁除了可以使像針一樣的物體磁化外，能否產生電呢？今天我們就來一起學習初中物理第十六章第五節《電磁感應 發電機》：
電磁感應現象 發電機
物理學上，利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應現象，電磁感應產生的電流叫做感應電流。
這一現象是英國物理學家法拉第經過10年不懈努力發現的。
探究感應電流產生的條件
將導體AB、開關、小量程電流表和蹄形磁鐵按下圖所示進行安裝：
注意：小量程電流表俗稱靈敏電流表，藉助小量程電流表可以檢測出電路中從幾毫安到幾十毫安的微小電流。
⑴探究問題：導體AB在磁場中怎樣運動才能使迴路中產生電流呢？
⑵實驗觀察：
電路情況
導體AB在磁場中的運動情況
感應電流
電路
閉合
靜止
無
切割磁感線
有
不切割磁感線
無
電路
斷開
靜止
無
切割磁感線
無
不切割磁感線
無
說明：可以將導體AB想像成一把刀，若它運動時與磁感線相交，則為切割磁感線，否則為不切割磁感線。
⑶實驗結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生感應電流。
⑴探究問題：既然導體在磁場中做切割磁感線運動時，可以產生感應電流，那麼我們怎樣改變感應電流的方向呢？
⑵實驗觀察：
改變磁場方向或者改變導體AB的運動方向，觀察電流的方向如何變化？
⑶實驗結論：改變磁場方向或改變切割磁感線方向，感應電流的方向就會改變，即感應電流的方向與磁場方向和切割磁感線方向有關。
產生感應電流的條件有兩個：
⑴是「閉合電路的一部分導體」。這句話包括兩層意思：①電路應該是閉合的，而不是斷開的；②要有一部分導體做切割磁感線運動，也就是說切割磁感線的導體一定是閉合電路的一部分。
⑵是「做切割磁感線運動」。所謂切割磁感線，類似於切菜，可以是垂直切割，也可以是斜著切割，但必須切到磁感線。
電磁感應現象在實際生活中有著廣泛的應用，比如動圈式話筒、發電機等，下面我們就來詳細了解一下發電機。
手搖發電機
發電機是根據電磁感應現象製成的，它工作時將機械能轉化為電能。此外由於線圈存在電阻，電流經過時會產生熱量，因此還有一部分機械能轉化為內能。
⑴交流發電機
①結構：磁體、線圈、滑環、電刷等。
②周期：交流發電機的線圈每轉動一周，線圈中的電流就重複發生相同的變化，這種變化叫做周期性變化，我國所用交流電頻率為50 Hz，周期為0.02 s，1 s內電流方向改變100次。
⑵直流發電機
①結構：磁體、線圈、換向器、電刷等。
②直流電：線圈中產生的是交流電，由於換向器的作用，供給外部的電流為直流電。
發電機無電源，電動機有電源
典型例題：（2018•淮安）在探究「產生感應電流的條件」實驗中。
（1）實驗中，觀察 判斷電路中是否有感應電流。
（2）閉合開關，若導體AB不動，左右移動磁體，電路中 （選填「有」或「無」）感應電流。
（3）該實驗的結論是：閉合電路的一部分導體，在磁場中做 運動時，導體中就會產生感應電流。
（4）如果將小量程電流表換成 ，可以探究磁場對通電導體的作用。
【分析】（1）電路中有電流時，電流表的指針轉動，因此可以通過觀察電流表的指針是否偏轉來確定是否產生了感應電流；（2）（3）產生感應電流的條件是閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動；（4）通電導體在磁場中會受到力的作用。
【解答】解：（1）實驗時，通過觀察電流表的指針是否偏轉，來確定電路中是否產生感應電流；（2）閉合開關，若導體AB不動，左右移動磁體，導體做切割磁感線運動，電路中有感應電流；（3）該實驗的結論是：閉合電路的一部分導體，在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生感應電流；（4）如果將小量程電流表換成電源，閉合開關後電流流過導體棒，導體棒受安培力作用，可以觀察磁場對通電導體的作用。故答案為：（1）電流表的指針是否偏轉；（2）有；（3）切割磁感線；（4）電源。
【點評】此題是探究電磁感應現象的實驗，考查了學生對產生感應電流條件的掌握及影響感應電流大小和電流方向的因素。
習題1：（2018•無錫）用如圖的實驗裝置「探究感應電流產生的條件」時，以下說法正確的是（ ）
A．導體棒AB應該用鐵棒
B．只要開關閉合，靈敏電流計G指針就會偏轉
C．只要導體棒AB水平向右運動，靈敏電流計G指針就會偏轉
D．開關閉合後，導體棒AB水平向右運動時，靈敏電流計G指針會偏轉
習題2：（2018•陝西）如圖是一模擬風力發電的模型。電動機通電時，風扇a高速轉動產生風力模擬自然風，風扇b在風力作用下帶動發電機發電，同時與發電機相連的小燈泡發光。下列說法正確的是（ ）
A．電動機轉動時把機械能轉化為電能
B．發電機是利用電磁感應現象工作的
C．電池電壓降低時，風扇a的轉速不會改變
D．風力大小不會影響小燈泡發光亮度
習題3：（2018•海南）如圖所示的實驗裝置中，當導體棒ab 運動時（選填「上下」或「左右」），靈敏電流計的指針會發生偏轉。人們利用該實驗原理髮明了 （選填「電動機」或「發電機」）。
習題4：（2018•蘭州）如圖所示，將較長軟電線的兩端與靈敏電流表的兩接線柱連接起來，兩位同學手持電線像搖跳繩一樣在空中搖動電線，使電線切割地磁場的磁感線。若靈敏電流表的指針發生偏轉，則可以斷定兩同學站立在地面上的 方向（選填「東西」或「南北」），這個實驗的原理是 ，老師上課時常使用「小蜜蜂」擴音器，聲音由話筒傳入擴音器，經擴音器放大後又經揚聲器傳出。則在「小蜜蜂」中應用了上述原理的部件是 。（選填「話筒」或「揚聲器」）
習題5：（2018•河南）小明利用圖所示的實驗裝置探究「導體在磁場中運動時產生感應電流的條件」
（1）磁鐵不動，閉合開關，導體棒沿 （選填「上下」或「左右」）方向運動時，電流表指針會發生偏轉。
（2）導體棒不動，閉合開關，磁鐵上下運動，電流表指針 （選填「會」或「不會」）發生偏轉。
（3）斷開開關，無論磁鐵如何放置、導體棒怎樣運動，電流表指針都不發生偏轉。由此小明得出結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做 運動時，電路中就產生感應電流。
（4）小明進一步猜想，感應電流的大小可能與導體運動速度和磁場強弱有關。為了探究感應電流的大小與磁場強弱是否有關，他應進行的操作是： 。
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