奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索:既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢?英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机,使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代今天，无论我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电，大多是由电网提供的，是从发电厂里的发电机中产生的、经过远距离的传输，到达工厂、农村、学校和家庭。火力发电中，是汽轮机带动发电机;水力发电中，是水轮机带动发电机;风力发电中，是风车带动发电机。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?
分析实验中看到的现象，就能知道闭合电路中产生电流的条件了。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来可能会方便些。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切制磁感线运动时，导体中就产生电流(图20.5-2)。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应(electromagneticinduction)，产生的电流叫做感应电流(induction current )。
发电机
发电机怎样发电呢?图20.5-3是实验室用的手摇发电机。把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动可以看到灯泡会发光。这表明，电路中有了电流如果把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这个现象表明，发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
其实，图20.5-2就是一个最简单的发电装置的示意图。当导线向左运动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流;当导线向右运动时，电流表指针向另一方向偏转，表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。
交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz
在发电机中，用连续转动的线圈代替往复运动的导线。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来(图20.5-5)
实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体
发电机发电的过程是能量转化的过程。以手摇发电机为例:人吃的食物的化学能转化为摇动转子的动能，发电机又把动能转化为电能。实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。
1电磁感应现象
01:41
电磁感应现象 发电机
1概念
物理学上，利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，电磁感应产生的电流叫做感应电流。
这一现象是英国物理学家法拉第经过10年不懈努力发现的。
2探究感应电流产生的条件
02:52
探究感应电流产生的条件
实验装置
将导体AB、开关、小量程电流表和蹄形磁铁按下图所示进行安装：
注意：小量程电流表俗称灵敏电流表，借助小量程电流表可以检测出电路中从几毫安到几十毫安的微小电流。
实验探究
一、探究感应电流的产生
⑴探究问题：导体AB在磁场中怎样运动才能使回路中产生电流呢？
⑵实验观察：
电路情况
导体AB在磁场中的运动情况
感应电流
电路
闭合
静止
无
切割磁感线
有
不切割磁感线
无
电路
断开
静止
无
切割磁感线
无
不切割磁感线
无
说明：可以将导体AB想象成一把刀，若它运动时与磁感线相交，则为切割磁感线，否则为不切割磁感线。
⑶实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
二、探究感应电流的方向
⑴探究问题：既然导体在磁场中做切割磁感线运动时，可以产生感应电流，那么我们怎样改变感应电流的方向呢？
⑵实验观察：
改变磁场方向或者改变导体AB的运动方向，观察电流的方向如何变化？
⑶实验结论：改变磁场方向或改变切割磁感线方向，感应电流的方向就会改变，即感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线方向有关。
实验说明：
产生感应电流的条件有两个：
⑴是“闭合电路的一部分导体”。这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的；②要有一部分导体做切割磁感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分。
⑵是“做切割磁感线运动”。所谓切割磁感线，类似于切菜，可以是垂直切割，也可以是斜着切割，但必须切到磁感线。
2发电机
电磁感应现象在实际生活中有着广泛的应用，比如动圈式话筒、发电机等，下面我们就来详细了解一下发电机。
01:48
手摇发电机
1原理
发电机是根据电磁感应现象制成的，它工作时将机械能转化为电能。此外由于线圈存在电阻，电流经过时会产生热量，因此还有一部分机械能转化为内能。
2分类
⑴交流发电机
①结构：磁体、线圈、滑环、电刷等。
②周期：交流发电机的线圈每转动一周，线圈中的电流就重复发生相同的变化，这种变化叫做周期性变化，我国所用交流电频率为50 Hz，周期为0.02 s，1 s内电流方向改变100次。
⑵直流发电机
①结构：磁体、线圈、换向器、电刷等。
②直流电：线圈中产生的是交流电，由于换向器的作用，供给外部的电流为直流电。
3发电机和电动机最明显的区别
发电机无电源，电动机有电源
典型例题：（2018·淮安）在探究“产生感应电流的条件”实验中。
（1）实验中，观察 判断电路中是否有感应电流。
（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流。
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流。
（4）如果将小量程电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
【分析】（1）电路中有电流时，电流表的指针转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；（2）（3）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动；（4）通电导体在磁场中会受到力的作用。
【解答】解：（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；（4）如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以观察磁场对通电导体的作用。故答案为：（1）电流表的指针是否偏转；（2）有；（3）切割磁感线；（4）电源。
【点评】此题是探究电磁感应现象的实验，考查了学生对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小和电流方向的因素。
电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这是一种电磁感应现象。
注意电流产生条件：
1、闭合
2、部分导体
3、磁场
4、切割
电路中产生的电流叫做感应电流。
通常我们实验中得到的感应电流很小，要想使实验现象明显，我们可以通过以下三种方法来实现：
1、使用更灵敏的检流计
2、用多个磁铁来增强磁场
3、把单根导线换成线圈来叠加电流
视频：产生感应电流的条件
02:19
发电机
原理：电磁感应现象
构造：定子，转子
视频：发电机与交流电
02:01
交流电
由于线圈在磁场中转动时，其中的左右两边总是周期性地向上、向下切割磁感线，所以发电机产生的电流是周期性的交变电流，简称交流电。
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
我国电网是以交流电供电旳，频率50赫兹。也就是电流方向在每一秒钟改变100次，完成50个变化周期（因为一个电流方向变化周期里电流方向变化两次，上面的动画显示的就是一个周期一个周期地重复着）。
放慢了的交流电
1． 在探究“怎样产生感应电流”的实验中，蹄形磁体水平放置，如图所示．闭合开关，要使灵敏电流计的指针发生偏转，导体ab应( )
A．竖直向上运动
B．水平向右运动
C．保持静止不动
D．竖直向下运动
2．下列设备中利用了电磁感应原理工作的是()
A．麦克风
B．扬声器
C．电动机
D．电磁继电器
3．如图是探究电磁感应现象的实验装置．保持U形磁铁不动，闭合开关，若金属棒ab竖直向上运动，此时灵敏电流表的指针________；若金属棒ab水平向左运动，此时灵敏电流表的指针________．如果保持金属棒ab不动，闭合开关，当U形磁铁水平向右运动时，灵敏电流表的指针________．(填“偏转”或“不偏转”)
4．如图是实验室用的手摇发电机，在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表，缓慢转动线圈，观察电流表指针摆动的方向：________，这说明______________________________________________．要使小灯泡变亮，可以采用的方法和措施是：①__________________；②______________________．
5．图中的a表示垂直于纸面的一根导线的横截面，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流( )
6．如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是()
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
7．如图是昆明环湖路两侧安装的“风光互补”新能源景观节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板；其中小风扇是一个小型风力发电机．它们都是将其他形式的能转化成________能的装置，风力发电机的发电原理是________．
8．如图所示是一种动圈式话筒，当你对着话筒说话时，声音使与膜片相连的线圈振动，线圈在磁场中振动能产生随声音变化而变化的________，这是________现象．
9．小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图所示的实验装置．
(1)将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：__________________________.
(2)将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向________(填“左”或“右”)偏转．
(3)通过前两步实验，可得出感应电流的方向与________方向有关．
10．如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路．
(1)要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是__________________．
(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法．
方法一：_____________________________；
方法二：_____________________________.
