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1、第四章、电磁感应,1、 划时代的发现,法拉第,2,奥斯特实验：,奥斯特在作报告时，无意中发现 小磁针偏转,奥斯特断言：电与磁是有联系的！,3,1831年8月29日，_发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到_，另一个线圈接入_，在给一个线圈_或_的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了_。因此领悟到“磁生电” 是一种在_、_的过程中才能出现的效应。,开关,电池组,电流计,4,1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。”磁生电“是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。,五种类型可以引起感应电流：变化的电流、变化的磁场、运
2、动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。,5,“跑失良机”的科拉顿,螺旋管,电流计,6,法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。,课堂小结：,7,检测题：,1、发电的基本原理是电磁感应，发现电磁感应现象的科学家是（ ） A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦 2、发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_。 3、下列现象中属于电磁感应现象的是（ ） A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流
3、C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场,C,B,奥斯特,安培,法拉第,库仑,8,2、探究电磁感应的产生条件,第四章 电磁感应,9,复习-磁通量,如图，在匀强磁场B中，平面S与磁场垂直。 定义：B 与 S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。（简称磁通） 磁通量用表示。, = B S,单位: 韦伯, 韦,Wb,1Wb = 1T1m2,10,函数与有关,平面与磁场不垂直时的磁通量,投影,通过面S的磁通量，即通过投影的磁通量。, = BS投影,= B S cos,11,磁通量的形象理解,B越大，磁感线越密， 磁通量越大。,磁感线越密，通过面S的磁感线条数越多。,磁通量大小-通过面S的磁感线条
4、数的多少。,（在非匀强磁场中，此结论也成立）,12,13,1、从图示位置开始，转动900，磁通量变化多少？,2、从图示位置开始，转动1800，磁通量变化多少？,14,第一页,第二页,第三页,第四页,第五页,15,思考：导体所处的磁场可以认为是一个匀强磁场， 导体左右运动时，对于导体所在的闭合电路来说有什么变化？,不变，S变化,16,小组讨论：实验2中螺线管所在电路有什么变化？,变化，S不变,17,电路相互独立！,实验3：模拟法拉第实验,B,18,小组讨论：实验3中大螺线管所在的电路有什么变化？,变化，S不变,19,实验现象1：,以上实验表明，产生感应电流的条件是：只要穿过闭合导体回路的磁通量发
5、生变化，闭合导体回路中就有感应电流。,20,依据：信念,哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。 实例：摩擦生热、蒸汽机,21,物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。,22,奥斯特实验,23,解释奥斯特实验,24,猜想：磁是否能生电呢？,25,（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象
6、的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？,自主学习-法拉第心系“磁生电”,26,对称性的思考,英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称的自然现象。,依据：磁化和静电感应现象,猜想：磁铁应该可以感应出电流！,信念：一定要转磁为电！,27,法拉第日记,未显示作用,毫无反应,不行,从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。,28,二品：科学的实验方法,29,1825年11月28日,实验1. 两根长4英寸长的导线平行放置, 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。,实验2. 将空心螺线
7、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 。,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 。,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。,30,进一步地思考和探索：,铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗？,铁芯,31,三品：创造性的思维,为什么以往的实验都失败了？,思维定势！,法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！,32,1831年10月28日 法拉第的创新：,圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。,33,最早的电动机：电磁旋转器,34,法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力
8、线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。,爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。,35,长江三峡水电站全景,世界上最大的水电站台,36,新疆风力发电站,亚洲最大的风力发电站,37,新西兰地热发电站,38,1.你能从这个电磁感应现象的发现的特例中总结科学发现或科学研究的一般思路和方法? 2.从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想？ 3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠
9、的是什么？对此，你有何感想？,自主学习科学漫步,39,关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利,现在：除此之外还有，甚至更重要的是,（1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）,（2）抹去科学学家头上的光环，正确认识失败,科学是人做的，科学是为人的 科学中的人文精神。,40,科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他，但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。”,41,对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。 汤川秀树,