高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 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(yīng)，使整個科學(xué)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(yùn)動，那么能不能用磁鐵使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？為了解決這一問題，有些科學(xué)家又積極地展開了研究，著名的法國科學(xué)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(dāng)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(shí)際上，在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的6年之前，另一位瑞士年輕的科學(xué)家科拉頓（J.D.Colladon，1802—1892）于1825年（時年23歲）也做過了類似的實(shí)驗(yàn)。由于他未能把握住時機(jī)，結(jié)果未能摘奪電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)者的桂冠，令人惋惜?？评D的實(shí)驗(yàn)是這樣做的：他把一塊磁鐵插入用導(dǎo)線繞成圓筒狀的線圈中，?認(rèn)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(dǎo)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(shí)驗(yàn)方法也是對的，那么遺憾出自哪里呢?這是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象是一種“暫態(tài)”現(xiàn)象：只有當(dāng)線圈中的磁場發(fā)生變化時，才會發(fā)生電磁感應(yīng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)中，并不是沒有產(chǎn)生電磁感應(yīng)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(yīng)的“瞬時”而“跑”失良機(jī)呀! 法拉第之所以會大獲成功，其實(shí)他的實(shí)驗(yàn)裝置與科拉頓的實(shí)驗(yàn)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(yīng)現(xiàn)象，并制造出了世界上第一臺真正意義上的發(fā)電機(jī)。