1、1.1 電磁感應的發(fā)現(xiàn)第一章 電磁感應第1頁，共35頁。信念的力量哲學家康德：各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的。實例：摩擦生熱、蒸汽機自然哲學家謝林：宇宙間具有普遍的自然力的統(tǒng)一。第2頁，共35頁。電與磁是有聯(lián)系的！改變中的突破：1820 發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)安培的華麗轉(zhuǎn)身：安培定則、電動力學法拉第：“它突然打開了科學中一個黑暗領域的大門，使其充滿光明?！逼D辛探索（1807-1820） ：靜電沒感覺一、奧斯特實驗的啟迪第3頁，共35頁。猜想：磁是否能生電呢？第4頁，共35頁。對稱性的思考英國物理學家法拉第認為： 電和磁是一對和諧對稱的自然現(xiàn)象。依據(jù)：磁化和靜電感應現(xiàn)象猜想：磁鐵應該可以感應出電

2、流！信念：一定要轉(zhuǎn)磁為電！出生貧寒，只讀了兩年小學法拉第二、電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)第5頁，共35頁?？嗫鄬ひ?820-1831第6頁，共35頁。1825年11月28日實驗1:兩根長4英寸長的導線平行放置, 用兩張厚紙將它們隔開, 先把其中的一根導線接到電池的兩端通電,再把另一根與電流計相連。 實驗2:將空心螺線管接到電池的兩極, 把一直導線引進螺線管, 直導線兩端與電流計相連。實驗3:將實驗2中的直導線與電池兩極相連, 螺線管與電流計連接 。實驗4:把兩根導線互相纏繞著, 先把其中的一根的兩頭接到電池上通電, 把另一根的兩頭接到電流計上。 良好的習慣第7頁，共35頁。法拉第日記未顯示作用毫無反應不

3、行 從普通的磁鐵中獲得電的希望，時時激勵著我從實驗上探求電流的感應效應?！办o變”思維的束縛第8頁，共35頁。 麥克斯韋說：科學家其實也有許多粗糙的想法和不成功的經(jīng)驗。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。第9頁，共35頁。1831年8月29日著名的科學文物：法拉第線圈開關(guān)電池組電流計偉大的轉(zhuǎn)折第10頁，共35頁。進一步地思考和探索：鐵芯和線圈A是產(chǎn)生這一效應的必要條件嗎？鐵芯第11頁，共35頁。 1831年11月24日，法拉第向皇家學會提交了一個報告，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做感應電流?！按派姟笔且环N在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應。 五種類型可以引起感應電流：變化的電流、變化的

4、磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。有規(guī)律嗎？動變 法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認識更加完善，宣告了電磁學作為一門統(tǒng)一學科的誕生，為電磁學的發(fā)展作出了重大貢獻。第12頁，共35頁?！芭苁Я紮C”的科拉頓螺旋管電流計第13頁，共35頁。回顧歷史 安培于1821年到1822年間用通電線圈進行過探求感應電流的實驗他只關(guān)注了線圈通電達到穩(wěn)定狀態(tài)時的情形失敗！第14頁，共35頁?；仡櫄v史 又有人用線圈與電流表接成一個閉合電路，打算讓磁棒在線圈中運動來產(chǎn)生電流。為了避免磁棒的干擾，電流表特意安放在隔壁的房間里。他把磁棒在線圈中插入或拔出，然后一次次跑到隔壁觀察電流表是否偏轉(zhuǎn)

5、。失敗！第15頁，共35頁。1831年10月28日 法拉第的創(chuàng)新： 圓盤發(fā)電機，首先向人類揭開了機械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。第16頁，共35頁。從此人類進入了電氣化時代：壯美的都市夜景第17頁，共35頁。（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？（2）法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？（3）法拉第做了大量實驗都是以失敗告終，失敗的原因是什么？（4）法拉第經(jīng)歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的？之后他又做了大量的實驗都取得了成功，他認為成功的“秘訣”是什么？法拉第心系“磁生電” 第18頁，共35頁。1831年,

6、法拉第的成功實驗法拉第尋找10年的”磁生電”終于發(fā)現(xiàn)電源G第19頁，共35頁。1831年，發(fā)表的論文中將“磁生電”分為五類：（1）變化中的電流（2）變化中的磁場（3）運動中的恒定電流（4）運動中的磁鐵（5）運動中的導線第20頁，共35頁。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象 法拉第 法拉第吸取了前人的經(jīng)驗教訓，經(jīng)過反復的實驗，終于在1831年總結(jié)出：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生，這種由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流叫做感應電流第21頁，共35頁。感應電動勢干電池1.5V手機鋰電池3.6V 電源開路時的電壓各不相同，它反映了電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的本

7、領。我們把描述這種本領的物理量稱為電源的電動勢符號：E單位：伏（V） 在前面的實驗中，如果將大螺線管看成電源的話，這個電源的電動勢就叫感應電動勢第22頁，共35頁。討論與交流你認為法拉第成功的關(guān)鍵是什么？第23頁，共35頁。法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的實驗法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象經(jīng)過了十年的艱苦探索：1821年，發(fā)現(xiàn)通電導線繞磁鐵轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象1822年，在日記本上寫下了：“磁能產(chǎn)生電?！?824年，經(jīng)歷了一系列的實驗失敗1831年，他在日記中記述了他第一次成功的實驗第24頁，共35頁。法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的實驗 實驗表明：線圈AA中變化的電流產(chǎn)生了一個變化的磁場，而正是這個變化的磁場引起了線圈BB中

8、的感應電流。第25頁，共35頁。練習 在下圖中，一個矩形導線框在勻強磁場內(nèi)沿著垂直于磁感線的方向運動。導線中會不會產(chǎn)生感應電流？第26頁，共35頁。關(guān)于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利。現(xiàn)在：除此之外還有，甚至更重要的是 （1）正確的指導思想（自然現(xiàn)象的相互聯(lián)系）（2）抹去科學學家頭上的光環(huán)，正確認識失敗?？茖W是人做的，科學是為人的。 科學中的人文精神。三、電磁感規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其對社會發(fā)展意義說明：請同學們閱讀教材P3，了解電磁感規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其對社會發(fā)展意義。第27頁，共35頁。 科學史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學家都是呼風喚雨的魔術(shù)師。但是我們在這

9、里看到，具有閃光思維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發(fā)現(xiàn)的過程中也受著歷史局限性的束縛，也有過“可笑”的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學習的真實的人。麥克斯韋曾就法拉第的著作說道：“他既告訴我們成功的經(jīng)驗，也告訴我們不成功的經(jīng)驗；既告訴我們那些成熟的想法，也告訴我們他的粗糙想法。讀者的能力可能遠不及他，但是感到的共鳴卻常常多于欽佩，并且會引起這樣一種信念：如果自己有這樣的機會，也會成為一個發(fā)現(xiàn)者?！?第28頁，共35頁。 法拉第提出了“電場”、“磁場”和“力線”的概念。暗示了電磁波存在的可能性，并預言了光可能是一種電磁振動的傳播。 愛因斯坦的評價：場的思想是法拉第最富創(chuàng)造性的思想，是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。麥克斯韋正是繼承和發(fā)展了場的思想，為之找到了完美的數(shù)學表示形式從而建立了電磁場理論。第29頁，共35頁。 對以往知識的熟知和對新鮮事物及其發(fā)展前景的敏感，是一個人的創(chuàng)造力的源泉。 湯川秀樹第30頁，共35頁。小結(jié)1、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象2、只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化， 閉合電路中就有電流產(chǎn)生，這種由于磁 通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁 感應現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流叫做感應電流第31頁，共35頁。奧斯特法拉第知識梳理第32頁，共35頁。電流磁場運動運動導體感應電流第33頁，共35頁。夢想的力量當我充滿自信地，朝著夢想的方向邁進并