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《新课标人教版1-1选修一3.1《电磁感应现象》WORD教案3.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、选修1-1.3.1电磁感应现象教案71.划时代的发现 电磁感应的发现和研究是法拉第的最重要的物理学贡献之一，法拉第寻找电磁感应现象也经过了漫长的探索和多次失败。1820年,奥斯特发现电流磁效应的时候,法拉第正在忙于化学研究,没有顾及到新的电磁现象。1821年,法拉第的一位朋友请法拉第为皇家学会的刊物《哲学杂志》撰写一篇文章,评介电磁学领域取得的新成果,这一偶然机会,把法拉第吸引到电磁学研究领域。对奥斯特效应的理论解释,当时最有影响的是安培的理论,但是在法拉第的文章中,却表示出了对安培观点的怀疑,他认为安培的分子电流假设是靠不住的,应该从更多的实验现象中去寻找答案。法拉第认为电和磁是
2、一对和谐对称的自然现象,他坚定地相信存在着奥斯特效应的逆过程,即磁力转化为电力的可能。他认为既然电荷可以在导体上产生感应电荷,电流也应该可以在导体上产生感应电流。早在1822年,法拉第在笔记本中就记下了这样的信念:“一定要转磁为电”,并且还记录下几个试图用磁体使线圈带电的不成功的实验尝试。起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使邻近的闭合导线中产生出稳定的电流，但都一次次地失败了。在电磁感应现象发现之前6年,法拉第仿照静电感应,在日记中就使用了“感应”这个词。从法拉第的日记中我们可以看到,明确记载的失败就有三次（1824年12月28日;1825年11月28日;1828年4月22日）
3、,每次失败,他都记上“没有效果”。例如:1825年11月28日他做了以下几个实验:实验1.两根长4米长的导线平行放置,用两张厚纸将它们隔开,先把其中的一根导线接到电池的两端通电,再把另一根与电流计相连。电流计的指针没有发生任何转动。实验2.将空心螺线管接到电池的两极,把一直导线引进螺线管,直导线两端与电流计相连,没有任何效应发生。实验3.将实验2中的直导线与电池两极相连,螺线管与电流计连接,仍无任何效应。实验4.把两根导线互相缠绕着,先把其中的一根的两头接到电池上通电,把另一根的两头接到电流计上。没有观察到任何现象。1825年,法拉第也重复过阿拉果圆盘实验,他想利用这个实验来寻找电磁感
4、应现象,但是,他没有获得任何进展。1822年，法拉第曾经成功地实现了电磁转动。法拉第一直思考着这一现象的物理本质，法拉第直觉地意识到环绕着载流导线有一个圆形的作用“线”；他设想这是当电流通过导线时在导线内的分子和周围的媒质中引起的某种“紧张”（strain）状态，这种状态是从张力的源――载流导线向周围传播开去的。是否可以合理地猜想，如果这种张力能够加强和集中，它将能在邻近的导线内引起同样的紧张状态呢？他探寻使磁体产生最大张力的最好形状是什么，最后得出结论说，可能是很厚的环。为了制作高效率的电磁铁,他把铜线绕在一个铁环上。在新的实验探索中，法拉第使用了自己制作的灵敏的电流检流装置。183
5、1年8月29日,法拉第在他的日记中留下了第一次成功的记录。这一次法拉第订做了一个软铁环,厚度大约2厘米,外径约15厘米,圆环上绕两个彼此绝缘的线圈A和B,B边的两端用一条铜导线连接,形成一个闭合回路。在铜线下面,平行放置一个小磁针。然后把A边与一组由10只电池组成的电池组相连接。法拉第在日记中记述道:“这时立刻观察到磁针上的效应,它振动起来并且最后停在原来的位置上。在断开A边与电池的接线时,磁针又受到扰动。”这表明，一个电流通过铁环介质而感应出了另一个电流。法拉第把这一现象称为“伏打电感应”。这个实验通常被称为电磁感应的发现，但事实上并不完全如此。因为法拉第虽然想到了这就是他寻找了将近
6、十年的由磁产生电流的现象，但还没有明确地领悟到这一现象的暂态性的本质特点。在这个发现之后，法拉第立即想到，铁环和线圈A是不是产生这一效应的必要条件，他很快就用实验找到了答案。10月17日他在一个圆纸筒上绕了多层线圈，将一个圆柱形的磁棒插入线圈的一端。然后把磁棒迅速地塞入螺线圈中，这时线圈所连的电流计的指针动了；抽出磁棒时，指针又动了，但偏转的方向相反。每次把磁棒塞进或抽出时，这种效应都会重现。这就是所谓“磁电感应”现象。最后，10月28日，法拉第把巴罗轮反过来运行。他转动一侧夹在马蹄形磁铁当中的铜盘，便可以在铜盘轴心和周缘两处引出电流。这实际上就是最早的发电机的雏型。考虑到电流的磁效应
7、，这项发现也给阿拉果和塞贝克的衰减实验提供了解释。至此，法拉第不仅实现了由永久磁体产生电流的设想，而且完全弄明白了这种转化的暂态性，这是他能够宣布已经证明了奥斯特发现的逆效应的确切日期；1831年11月24日，法拉第在向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化着的电流，变化着的磁场，运动的稳恒电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体。开始的时候，法拉第把上述的“伏打电感应”和“磁电感应”看做两
