電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)

1.1電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學(xué)史。領(lǐng)悟科學(xué)探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結(jié)等要素在研究物理問題時的重要性。領(lǐng)悟科學(xué)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。信念的力量哲學(xué)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(xué)家謝林：宇宙間具有普遍的自然力的統(tǒng)一。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(xué)法拉第：“它突然打開了科學(xué)中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明?！逼D辛探索（1807-1820）：靜電——沒感覺一、奧斯特實驗的啟迪猜想：磁是否能生電呢？對稱性的思考……英國物理學(xué)家法拉第認(rèn)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(yīng)現(xiàn)象猜想：磁鐵應(yīng)該可以感應(yīng)出電流！信念：一定要轉(zhuǎn)磁為電！出生貧寒，只讀了兩年小學(xué)……法拉第二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)苦苦尋覓1820--18311825年11月28日實驗1:兩根長4英寸長的導(dǎo)線平行放置,用兩張厚紙將它們隔開,先把其中的一根導(dǎo)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(dǎo)線引進螺線管,直導(dǎo)線兩端與電流計相連。實驗3:將實驗2中的直導(dǎo)線與電池兩極相連,螺線管與電流計連接。實驗4:把兩根導(dǎo)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(xí)慣法拉第日記未顯示作用毫無反應(yīng)不行

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(yīng)效應(yīng)?！办o變”思維的束縛

麥克斯韋說：科學(xué)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。1831年8月29日著名的科學(xué)文物：法拉第線圈開關(guān)電池組電流計偉大的轉(zhuǎn)折進一步地思考和探索：鐵芯和線圈A是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件嗎？鐵芯

1831年11月24日，法拉第向皇家學(xué)會提交了一個報告，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流?！贝派姟笆且环N在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。

五種類型可以引起感應(yīng)電流：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導(dǎo)體。有規(guī)律嗎？動變

法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻?！芭苁Я紮C”的科拉頓螺旋管電流計回顧歷史安培于1821年到1822年間用通電線圈進行過探求感應(yīng)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！回顧歷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)?！。?831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。從此人類進入了電氣化時代：壯美的都市夜景（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了怎樣的哲學(xué)思考？法拉第持怎樣的觀點？（2）法拉第的研究是一帆風(fēng)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(yīng)現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)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(rèn)為成功的“秘訣”是什么？法拉第心系“磁生電”

發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第法拉第吸取了前人的經(jīng)驗教訓(xùn)，經(jīng)過反復(fù)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(yīng)現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流感應(yīng)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)換成電能的本領(lǐng)。我們把描述這種本領(lǐng)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(yīng)電動勢討論與交流你認(rèn)為法拉第成功的關(guān)鍵是什么？法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象經(jīng)過了十年的艱苦探索：1821年，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)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法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)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`中的感應(yīng)電流。練習(xí)在下圖中，一個矩形導(dǎo)線框在勻強磁場內(nèi)沿著垂直于磁感線的方向運動。導(dǎo)線中會不會產(chǎn)生感應(yīng)電流？關(guān)于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利?，F(xiàn)在：除此之外還有，甚至更重要的是……（1）正確的指導(dǎo)思想（自然現(xiàn)象的相互聯(lián)系）（2）抹去科學(xué)學(xué)家頭上的光環(huán)，正確認(rèn)識失敗?？茖W(xué)是人做的，科學(xué)是為人的。

――科學(xué)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(xué)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。

科學(xué)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(xué)家都是呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)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(xué)習(xí)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(yuǎn)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?！?/p>

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(yù)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(xué)表示形式從而建立了電磁場理論。

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