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第八章电磁相互作用及应用

第1节电磁感应现象

无论是火力发电、水力发电还是风力发电，都是通过发电机发电的。那么发电机是如何发电的？学习了这一节，我们就会明白其中的道理。

一、法拉第的发现

1、在1831年由英国的物理学家法拉第首先发现了利用磁场产生电流的条件和规律。进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。并由此导致了发电机的创造。

2、如下图的闭合电路中，ab导线静止。当蹄形磁铁沿水平方向向右运动时，灵敏电流计的指针会偏转〔选填“会偏转”或“不偏转”〕；假设磁铁运动方向不变，只对调磁极，就可以改变感应电流的方向。

3、如下图，某物理兴趣小组的同学，用较长的软电线两端与灵敏电流计两接线柱连接起来，两同学拿着电线的两处，分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动电线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。请你利用学过的物理知识解释这个现象。

答：闭合的软电线摆动时切割地磁场的磁感线，软电线中产生感应电流。

二、发动机

4、实际的发电机结构要比演示用发电机复杂，但原理是一样的，都是利用电磁感应现象制成的。

5、大型发电机一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电。为了得到强磁场，还用电磁铁来代替永磁体。

第2节磁场对电流的作用

磁场能否对电流产生作用，通过今天这节课的学习，我们会找到答案的。

一、磁场对通电导线的作用

1、探究磁场对通电导体的作用。

〔1〕把导体AB放在磁场里，接通电源，让电流通过AB，观察它运动起来了。

〔2〕保持磁极的位置不变，把电源的正、负极对换，观察到导体AB的运动方向与步骤〔1〕中导体AB的运动方向相反；

〔3〕在步骤〔2〕的根底之上，保持导体AB中的电流方向不变，把蹄形磁铁的上下磁极对调，观察到导体AB的运动方向与步骤〔2〕中导体AB的运动方向相反。

思考：问题1：在以上实验中，导体AB通电后运动，这说明了什么？

答：通电导体在磁场中要受到力的作用。

问题2：在以上实验中，导体AB中电流方向改变或磁场方向改变对导体AB的运动产生了怎样的影响？

答：导体AB的运动的方向会发生改变。

二、让线圈在磁场中转起来

2、实验：把线框放在磁场里，如图甲所示，接通电源，让电流通过，观察它的运动。

现象：甲图中线圈沿顺时针方向转动到图乙中的位置，能越过图乙位置，但不能继续转动下去，最后要返回图乙位置并静止在图中乙位置。

问题：线圈不能继续转动下去，最后要返回图乙位置并静止。这是什么原因？

答：当线圈转过平衡位置时，线圈受到的两个力将阻碍它沿原方向继续转动，所以会返回。

三、电动机与人类文明

3、观察电动机，它是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的。

4、换向器的作用：每当线圈转到平衡位置后，换向器就自动地改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动下去。

5、电动机的优点有：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率大，而且不像内燃机那样噪音大、排出废气、污染大。

第3节和传感器

当我们思念远方的亲人的时候，时常会拿起，给他们打，表达自己的思念之情，那么你知道是怎样工作的吗？今天这节课让我们沿着科学家的足迹，探索传声的奥秘吧！

一、声信息与电信息

1、声音信息与电流信息的互相转化。

〔1〕如图甲所示当对着线圈说话时，示波器上出现了与声音变化相对应的图形。这是因为，根据电磁感应，当置于磁极附近的线圈在声音推动下做切割磁感线振动时，线圈中会产生与声音变化相应的感应电流。

〔2〕根据磁场对电流的作用，如果通过线圈的是由声音转化而来的电流，如图乙所示装置就会把声音复原。根据图甲和图乙的实验原理，人们设计出了的话筒和听筒。

2、的组成及原理：最简单的由听筒和话筒组成。听筒的作用是把电流信号变成声音信号；话筒的作用是把声音信号变成电流信号。

3、当你对着如下图的话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着在磁场中做切割磁感线的运动，这种运动能产生随着声音变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器复原成声音。

二、传感器

4、声信息、光信息、热信息、力信息等都可以转化为电信息，这些实现其他信息转换成电信息的器件是传感器。科技和日常生活中传感器应用广泛。例如：机器人、计算机、机、冰箱、空调、遥控电视、路灯、抽油烟机、电子秤等，这些都应用了传感器。

练习题：

一、区分电动机和发电机〔比照法〕

1、〔2015·烟台〕如图为电动机和发电机模型，其中图甲〔填“甲”或“乙”〕为电动机模型，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；电动机工作时，能够使线圈平稳，连续不停地转动下去是靠转向器实现的。

2、小华学习了电与磁后，对所学的知识进行了回忆和总结，下面是她对有关电与磁的分析，其中错误的选项是〔B〕

A．图a装置的原理可用于制作电动机

B．图b说明磁体间的引力使列车悬浮起来

C．图