電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

1、1 1.1 電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 學習目標 1知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關的物 理學史。 領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸 納總結等要素在研究物理問題時的重要性。 2. 領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇 敢面對挫折的堅強意志。 2 信念的力量信念的力量 哲學家康德：各種自然現(xiàn)象之間是相互哲學家康德：各種自然現(xiàn)象之間是相互 聯(lián)系和相互轉化的。聯(lián)系和相互轉化的。 實例：摩擦生熱、蒸汽機實例：摩擦生熱、蒸汽機 自然哲學家謝林：宇宙間具有普遍的自自然哲學家謝林：宇宙間具有普遍的自 然力的統(tǒng)一。然力的統(tǒng)一。 3 電與磁是有聯(lián)系的！電與磁是有聯(lián)系的！ 改變中的突破：改

2、變中的突破：1820 發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉 動電縱向力的禁錮 安培的華麗轉身：安培定則、安培定律、 電動力學 法拉第：法拉第：“它突然打開了它突然打開了 科學中一個黑暗領域的大科學中一個黑暗領域的大 門，使其充滿光明。門，使其充滿光明?！?艱辛探索（1807-1820） ： 靜電沒感覺 4 奧斯特夢圓奧斯特夢圓“電生磁電生磁” 5 6 對稱性的思考 英國的法拉第認為： 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 出電流！ 信念：一定要轉磁為電！ 出生貧寒，只讀了兩年小學出生貧寒，只讀了兩年小學 法拉第 7 苦苦尋覓苦苦尋覓 1820-1831

3、8 1825年11月28日 實驗實驗1.1. 兩根長兩根長4 4英寸長的導線平行放置英寸長的導線平行放置, , 用兩張厚用兩張厚 紙將它們隔開紙將它們隔開, , 先把其中的一根導線接到電池的兩先把其中的一根導線接到電池的兩 端通電端通電, ,再把另一根與電流計相連。再把另一根與電流計相連。 實驗實驗2.2. 將空心螺線管接到電池的兩極將空心螺線管接到電池的兩極, , 把一把一 直導線引進螺線管直導線引進螺線管, , 直導線兩端與電流計相直導線兩端與電流計相 連連 。 實驗實驗3.3. 將實驗將實驗2 2中的直導線與電池兩極相連中的直導線與電池兩極相連, , 螺線螺線 管與電流計連接管與電流計連

4、接 。 實驗實驗4.4. 把兩根導線互相纏繞著把兩根導線互相纏繞著, , 先把其中的一根的先把其中的一根的 兩頭接到電池上通電兩頭接到電池上通電, , 把另一根的兩頭接到電流計把另一根的兩頭接到電流計 上。上。 良好的習慣良好的習慣 9 未顯示作用 毫無反應 不行 從普通的磁鐵中從普通的磁鐵中 獲得電的希望，時獲得電的希望，時 時激勵著我從實驗時激勵著我從實驗 上探求電流的感應上探求電流的感應 效應。效應。 “靜變靜變”思維的束縛思維的束縛 10 麥克斯韋：科學家其 實也有許多粗糙的想法 和不成功的經驗。他們 是偉大的，但并不是高 不可攀的。 11 1831年8月29日 著名的科學文物：法拉第

5、線圈 開關開關 電池組電池組 電流計電流計 偉大的轉折偉大的轉折 12 進一步地思考和探索： 鐵芯和線圈A是產生這一效應的必要 條件嗎？ 鐵芯鐵芯 13 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)象定名為電磁感應電磁感應 ，產生的電流叫做感應電流感應電流。”磁生點“是 一種在變化、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：變化的電變化的電 流流、變化的磁場變化的磁場、運動的恒定電流運動的恒定電流、運動運動 的磁鐵的磁鐵、在磁場中運動的導體在磁場中運動的導體。 有規(guī)律嗎？ 暫態(tài)暫態(tài) 、動變、動變 法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應使人們對電和磁內在聯(lián)系的認法拉第發(fā)現(xiàn)的電

6、磁感應使人們對電和磁內在聯(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，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。為電磁學的發(fā)展作出了重大貢獻。 14 “跑失良機”的科拉頓 螺旋管螺旋管 電流計電流計 安培、亨利的遺憾 15 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 化為電能的序幕。 16 最早的電動機：電磁旋轉器最早的電動機：電磁旋轉器 17 （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

7、失敗告終，失敗的原 因是什么？ （4）法拉第經歷了多次失敗后，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？ 法拉第心系法拉第心系“磁生電磁生電” 18 關于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利關于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利 現(xiàn)在：除此之外還有，甚至更重要的是現(xiàn)在：除此之外還有，甚至更重要的是 （1 1）正確的指導思想（自然現(xiàn)象的相互聯(lián)系）正確的指導思想（自然現(xiàn)象的相互聯(lián)系） （2 2）抹去科學學家頭上的光環(huán)，正確認識失?。┠ㄈタ茖W學家頭上的光環(huán)，正確認識失敗 科學是人做的，科學是為人

8、的科學是人做的，科學是為人的 科學中的人文精神?？茖W中的人文精神。 19 科學史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無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意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學家都是呼風喚雨的魔 術師。但是我們在這里看到，具有閃光思維的奧斯特術師。但是我們在這里看到，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，也有過性的束縛，也有過“可笑可笑”的疏忽與失誤。他們是偉的疏忽與失誤。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：拉第的著作說道：“他既告訴我們成功的經驗，也告他既告訴我們成功的經驗，也告 訴我們不成功的經驗；既告訴我們那些成熟的想法，訴我們不成功的經驗；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，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)種信念：如果自己有這樣的機會，也會成為一個發(fā)現(xiàn) 者。者?！?” 20 對以往知識的熟知