高中物理选修-第四章电磁感应-划代的发现-ppt精品课件

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三.法拉第心系“磁生电”
阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。 思考以下问题: (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考? 法拉第坚持怎样的观点?
(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? (5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了 什么?谈谈自己的体会。
解析: 做任何平面运动,垂直磁场的面积不发生变 化,即磁通量不发生变化,A、B错; 而C、D垂直磁场的面积会发生变化,导致磁通量变化.
高中物理选修3-2 第四章电磁感应-1.划时代的发现(课 件)(共 33张PP T)
高中物理选修3-2 第四章电磁感应-1.划时代的发现(课 件)(共 33张PP T)
(1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考? 法拉第坚持怎样的观点?
奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考: 既然电流能够引起磁针的运动,那么磁铁也会使导线 产生电流。法拉第坚信:磁与电之间也应该有类似的 “感应”。 (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?
法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次 失败,但法拉第始终没有放弃。直到1831年8月29日, 他苦苦寻找了10年之久的“磁生电”的效应终于被发 现了。
(法拉第线圈与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现 已成为著名的科学文物。)
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他把产生感应电流的情况概括成五类:
变化着的电流; 变化着的磁场; 运动的恒定电流; 运动的磁场; 在磁场中运动的导体。
他指出:感应电流与原电流的变化有关,而不是与 原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感 应类比,把它取名为“电磁感应”,产生的电流叫 做感应电流。
因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里,或者科拉 顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方,那么成 功的桂冠肯定是属于科拉顿的。
二、
有人说,这是一次“真正的失败”。 因为科拉顿没能转变思想,没有从“稳态”的猜想转变 到“暂态”的考虑上来,所以他想不到请个助手帮一下 忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此, 法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训,他决定不 再固守“稳态”的猜想,终于在1831年8月,观察到了电 磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。
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二、科拉顿的“失败”
1820年,奥斯特的磁效应发表后,在科学界引起极大 反响,科学家想既然“电能生磁”,反过来“磁也能 生电”。可以说,想实现“磁生电”是当时许多科学 家的愿望,例如,安培、科拉顿等人都曾为之努力过 ,但是都失败了。在这个问题上,最遗憾的莫过于科 拉顿。
1825年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入 连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电 流产生。但是在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对 灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈 上的灵敏电流计放到另一间房里,他想,反正产生的电 流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场产生 的电应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流, 跑到另一间房里观察也来得及就这样,科拉顿开始了实 验。然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是 指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。
多次失败后,1831年8月29日,法拉第终于发现了电磁 感应现象,终于实现了“磁生电”的夙愿。
他把两个线圈绕到同一个铁环上,如图 所示。一个线圈接电源,一个线圈接“ 电流表”,在给线圈通电和断电的瞬间 ,令一个线圈中就出现电流。之后他又 做了大量的实验都取得了成功。
图4.1-2 法拉第
他认为成功的“秘诀”是:“磁生电”是 用过的线圈 一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
A组能力训练题6
6、如图所示,AB是水平面上一个圆的直径,在过AB 的竖直面内有一根通电直导线CD,已知CD∥AB.当CD 竖直向上平移时,电流的磁场穿过圆面积的磁通量将 (C )
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 始终为零
C
D
D. 不为零,但保持不变
A
B
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(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? 法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三 次集中的实验研究,均以失败告终。原因在于,法拉 第认为,既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场,那 么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定 电流产生的磁场。
三、
(4)法拉第发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的 ?他认为成功的“秘诀”是什么?
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A组能力训练题5
5.如图所示,两个圆环A、B同心放置,且半径
RA>RB.一条磁铁置于两环的圆心处,且与圆环平面
垂直。则A、B两环中磁通ΦA、 ΦB之间的关系是
(C)

C. ΦA<ΦB
A组能力训练题2 2、1831年8月29日,_法__拉__第____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___电__源__,另 一个线圈接入___电__流__表___,在给一个线圈___通__电___或 ___断__电___的瞬间,发现了另一个线圈中也出现了 ___电__流_______.
有人说这是一次“成功的失败”。
因为科拉顿的实验装置设计得完全正确,如果磁铁磁 性足够强,导线电阻不大,电流计十分灵敏,那么在 科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时,电流计的指针确实是 摆动了的。也就是说,电磁感应的实验是成功了,只 不过科拉顿没有看见,他跑得还是“太慢”,连电流 计指针往回摆也没看见,
有人说,这是一次“遗憾的失败”。
我们知道,地磁场是南北方向的,小磁针静止时指示南
北方向.通电直导线的磁场方向遵守安培定则.当导线南
北放置时,导线下方的磁场方向沿东西方向,当导线通电
后,小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东
西方向.奥斯特从磁针的偏转,确定电和磁的联系.也就是
电流的磁效应.
一、
(4)电流磁效应的发现有何意义? 奥斯特发现的电流磁效应,使整个科学界受到了极大的 震动,电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存 在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与 磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领 域的思考,推动了电磁学的发展。法拉第赞扬道:“它 突然打开了科学中一个黑暗领域的大门,使其充满光明 。”
奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败 ,但奥斯特始终没有放弃。直到1820年4月的一次演讲 中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就 是电流的磁效应。
(3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过 的知识如何解释?
奥斯特在1820年4月的一次演讲中,碰巧在南北方向 的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时,小磁针发 生了转动。说明电流对小磁针产生了作用,证明电流在 其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。
因为磁感线是闭合的,所以条形磁铁内部磁感线条数 与外部总的磁感线条数相等,显然,环的面积越大, 返回的磁感线条数越多,因此,磁通量减小。
N BA
S
高中物理选修3-2 第四章电磁感应-1.划时代的发现(课 件)(共 33张PP T)
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【例3】 下列现象中属于电磁感应现象的是( B ) 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 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
A组能力训练题1
1、奥斯特实验要有明显的效果,通电导线必须 ____南__北______放置。
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A组能力训练题3 3、恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈,线圈平 面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列哪种运 动时,穿过线圈的磁通量发生了变化( CD ) A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动 C.线圈绕任一直径做匀速转动 D.线圈绕任一直径做变速转动
A组能力训练题4 4、如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是 垂直于磁场放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过 大小两环的磁通量,则有( C ) A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2 C.Φ1=Φ2 D.无法确定
解析: 对于大环和小环来说,磁感线的净条数没有变化,所以 选C。
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A
B
解:大圆导线环A内部的磁感应线比外部密, 所以选项B正确。
第一节 划时代的发现
一、奥斯特梦圆“电生磁”
阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。思考以 下问题: (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这 之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?
(2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是 怎样做的?
(3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过 的知识如何解释? (4)电流磁效应的发现有何意义?
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(5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了 什么?谈谈自己的体会。 法拉第探索电磁感应现象的历程经历了十年之久,经历了 大量的失败,但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的 执著追求,勇敢地面对失败,一次又一次,最终成功属 于坚持不懈的有心人,他成功了。作为现代的中学生就 要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这 之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?
许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相 互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种 联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互 不相关的。
(2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是 怎样做的?
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A组能力训练题7
7、如图所示,大圆导线环A中通有电流,方向如图所示
,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在
A环内,另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量( B )
A. 为零
B. 是进去的
I
C. 是出来的 D. 条件不足,无法判别
S
A.D. 无法确定
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解见下页
高中物理选修3-2 第四章电磁感应-1.划时代的发现(课 件)(共 33张PP T)
答: 圆环所包围的面积内既有条形磁铁的内部向上的磁感 线,又有条形磁铁外部向下的磁感线,因此,磁通量 为向上与向下的磁感线条数之差.
划时代的发现
划时代的发现
教学目标 一、奥斯特梦圆“电生磁” 二、科拉顿的“失败” 三.法拉第心系“磁生电” 【例1】 【例2】 【例3】 A组能力训练题1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11
教学目标
1.知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的 物理学史。 2.知道电磁感应、感应电流的定义。 教学重点: 探索电磁感应现象的历史背景,领悟科学探究的方法 和艰难历程;培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意 志。 教学难点: 体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神
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【例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( C ) A.安培 B.赫兹 C.法拉第 D.麦克斯韦
【例2】 发现电流磁效应现象的科学家是__奥__斯__特__, 发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__安__培__, 发现电磁感应现象的科学家是__法__拉__第___, 发现电荷间相互作用力规律的的科学家是__库__仑__。
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