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高中物理 第1章 電磁感應 第1節(jié) 磁生電的探索 成功只在一瞬間素材 魯科版選修3-2(通用)

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1、成功只在一瞬間 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應,使整個科學界受到了極大地震撼。他的發(fā)現(xiàn)普遍引起了這種對稱性思考:既然電流能夠引起磁針的運動,那么能不能用磁鐵使導線中產(chǎn)生電流呢?為了解決這一問題,有些科學家又積極地展開了研究,著名的法國科學家安培便是其中之一。雖然他為了解決這個問題。想盡了一切方法進行實驗,但總是保持線圈中的電流不變,犯了根本性的錯誤,沒能獲得成功,令人遺憾。 法拉第堅信:電與磁有聯(lián)系,電流能產(chǎn)生磁場,磁場也就一定能產(chǎn)生電流。在這些信念的支持下,他堅持了10年。1831年8月29日法拉第在他的日記中首次寫下了成功的記錄:把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,一個線圈接電源,另一個接

2、“電流表”,當給一個線圈通電或斷電的瞬間,在另一個線圈上出現(xiàn)了電流。法拉第因此大獲成功,名垂青史。 實際上,在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的6年之前,另一位瑞士年輕的科學家科拉頓(J.D.Colladon,1802—1892)于1825年(時年23歲)也做過了類似的實驗。由于他未能把握住時機,結(jié)果未能摘奪電磁感應發(fā)現(xiàn)者的桂冠,令人惋惜。科拉頓的實驗是這樣做的:他把一塊磁鐵插入用導線繞成圓筒狀的線圈中,?認為這樣或許能產(chǎn)生電流。于是他把一只靈敏電流計與線圈相連,為了防止磁鐵對靈敏電流計的影響,他用了很長的導線把靈敏電流計接好后,放在另一個房間里。由于他沒有助手,?他只好把磁鐵插入線圈后,并讓

3、磁鐵停留在磁鐵中,然后迅速地跑向另一個房間觀察靈敏電流計的是否偏轉(zhuǎn),他看到的結(jié)果是靈敏電流計的指針仍停留在零刻度處。他再回到有線圈的那個房間,把磁鐵抽出來并放好,再跑到另一個房間里去看靈敏電流計,結(jié)果是仍沒有看到靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)。 現(xiàn)在看來,科拉頓的裝置是完全正確的,實驗方法也是對的,那么遺憾出自哪里呢?這是因為電磁感應現(xiàn)象是一種“暫態(tài)”現(xiàn)象:只有當線圈中的磁場發(fā)生變化時,才會發(fā)生電磁感應現(xiàn)象,靈敏電流計的指針才會發(fā)生偏轉(zhuǎn);如果線圈中的磁場穩(wěn)定不變,就沒有電磁感應現(xiàn)象發(fā)生,因此靈敏電流計的指針也就不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。也就是說,靈敏電流計的偏轉(zhuǎn)只發(fā)生在磁鐵插入或抽出線圈的這一瞬間,一旦磁鐵插入線圈靜止不動,靈敏電流計的指針又會回到零刻度處。由此看來,在科拉頓的實驗中,并不是沒有產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象,也并非靈敏電流計的指針沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn),而是在他從一個房間跑到另一個房間時,靈敏電流計的指針早偏轉(zhuǎn)過而又回到了零刻度處,這是科拉頓犯了一個令人遺憾的錯誤所致,他沒能抓住發(fā)生電磁感應的“瞬時”而“跑”失良機呀! 法拉第之所以會大獲成功,其實他的實驗裝置與科拉頓的實驗裝置并沒有什么兩樣,只不過他是把靈敏電流計就放在自己的身邊。在磁鐵插入線圈的瞬間,靈敏電流計的指針明顯地發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。由于他緊緊地抓住了這個“瞬間”,所以他成功了,發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,并制造出了世界上第一臺真正意義上的發(fā)電機。

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