1、第四章第四章 電磁感應電磁感應 學案學案1 1 劃時代的發現劃時代的發現電讓我們聽到優美的聲音：磁帶電讓我們聽到優美的聲音：磁帶電讓我們生活更充實：無線充電電讓我們生活更充實：無線充電電讓城市更美麗電讓城市更美麗電讓我們能上晚自電讓我們能上晚自習習法拉第的故事法拉第的故事根據：信心根據：信心 哲學家康德：各種自然現象之間是相哲學家康德：各種自然現象之間是相互聯系和相互轉化的。互聯系和相互轉化的。實例：摩擦生熱、蒸汽機實例：摩擦生熱、蒸汽機自主學習自主學習（1是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯系的？在這是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯系的？在這之前，科學研究領域存在怎樣的歷史背景？之前，科學研

2、究領域存在怎樣的歷史背景？（2奧斯特的研究是一帆風順的嗎？奧斯特面對失敗是奧斯特的研究是一帆風順的嗎？奧斯特面對失敗是怎樣做的？怎樣做的？（3奧斯特發現電流磁效應的過程是怎樣的？用學過的奧斯特發現電流磁效應的過程是怎樣的？用學過的知識如何解釋？知識如何解釋？（4電流磁效應的發現有何意義？談談自己的感受。電流磁效應的發現有何意義？談談自己的感受。-奧斯特夢圓奧斯特夢圓“電生磁電生磁” 物理學將不再是關于運動、物理學將不再是關于運動、熱、空氣、光、電、磁以及我們熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種其他現象的零散的所知道的各種其他現象的零散的羅列，我們將把整個宇宙納在一羅列，我們將把整個宇宙納在

3、一個體系中。個體系中。偉大的奧斯特偉大的奧斯特奧斯特實驗：奧斯特實驗：奧斯特在作報告時，無意中發現小磁針奧斯特在作報告時，無意中發現小磁針偏轉偏轉奧斯特斷言：電與磁是有聯系的！奧斯特斷言：電與磁是有聯系的！解釋奧斯特實驗解釋奧斯特實驗猜測：磁是否能生電呢？猜測：磁是否能生電呢？（1 1奧斯特發現電流磁效應引發了怎樣的哲學思考奧斯特發現電流磁效應引發了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？法拉第持怎樣的觀點？（2 2法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？敗是怎樣做的？（3 3法拉第做了大量實驗都是以失敗告終，失敗的法拉第做了大量實驗都是以失敗

4、告終，失敗的原因是什么？原因是什么？（4 4法拉第經歷了多次失敗后，終于發現了電磁感法拉第經歷了多次失敗后，終于發現了電磁感應現象，他發現電磁感應現象的具體的過程是怎應現象，他發現電磁感應現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，樣的？之后他又做了大量的實驗都取得了成功，他認為成功的他認為成功的“秘訣是什么？秘訣是什么？自主學習自主學習-法拉第心系法拉第心系“磁生電磁生電” ” 一品：對稱性的思考一品：對稱性的思考英國的法拉第認為：英國的法拉第認為： 電和磁是一對和諧對稱的電和磁是一對和諧對稱的自然現象。自然現象。根據：磁化和靜電感應現象根據：磁化和靜電感應現象猜測：磁鐵應

5、該可以感應猜測：磁鐵應該可以感應出電流！出電流！信心：一定要轉磁為電！信心：一定要轉磁為電！未顯示作用未顯示作用毫無反應毫無反應不行不行 從普通的磁鐵中從普通的磁鐵中獲得電的希望，時獲得電的希望，時時激勵著我從實驗時激勵著我從實驗上探求電流的感應上探求電流的感應效應。效應。二品：科學的實驗方法二品：科學的實驗方法 麥克斯韋：科學家其實也有許多麥克斯韋：科學家其實也有許多粗糙的想法和不成功的經驗。他們是粗糙的想法和不成功的經驗。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。偉大的，但并不是高不可攀的。麥克斯韋如是說麥克斯韋如是說“跑失良機的科拉頓跑失良機的科拉頓螺旋管螺旋管電流計電流計法拉第實驗法拉第實驗1

6、825年年11月月28日日實驗實驗1. 1. 兩根長兩根長4 4英寸長的導線平行放置英寸長的導線平行放置, , 用兩張厚用兩張厚紙將它們隔開紙將它們隔開, , 先把其中的一根導線接到電池的兩先把其中的一根導線接到電池的兩端通電端通電, ,再把另一根與電流計相連。再把另一根與電流計相連。 實驗實驗2. 2. 將空心螺線管接到電池的兩極將空心螺線管接到電池的兩極, , 把一直導線把一直導線引進螺線管引進螺線管, , 直導線兩端與電流計相連直導線兩端與電流計相連 。實驗實驗3. 3. 將實驗將實驗2 2中的直導線與電池兩極相連中的直導線與電池兩極相連, , 螺線螺線管與電流計連接管與電流計連接 。實

7、驗實驗4. 4. 把兩根導線互相纏繞著把兩根導線互相纏繞著, , 先把其中的一根的先把其中的一根的兩頭接到電池上通電兩頭接到電池上通電, , 把另一根的兩頭接到電流計把另一根的兩頭接到電流計上。上。 法拉第實驗法拉第實驗 18311831年年8 8月月2929日日 法拉第線圈：與法拉第線圈：與160160年后出現的現代變壓器年后出現的現代變壓器出奇的相似，現已成為著名的科學文物。出奇的相似，現已成為著名的科學文物。開關開關電池組電池組電流計電流計進一步地思考和探索：進一步地思考和探索： 鐵芯和線圈鐵芯和線圈A A是產生這一效應的必要是產生這一效應的必要條件嗎？條件嗎？鐵芯鐵芯法拉第實驗法拉第實

8、驗 1831 1831年年1111月月2424日，法拉第向皇家學會提日，法拉第向皇家學會提交了一個報告，把這種現象定名為電磁感應交了一個報告，把這種現象定名為電磁感應，產生的電流叫做感應電流。，產生的電流叫做感應電流。”磁生點磁生點“是是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應一種在變化、運動的過程中才能出現的效應。 五種類型可以引起感應電流：變化的電流、變化的磁場、運動五種類型可以引起感應電流：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。有規律嗎？有規律嗎？法拉第實驗法拉第實驗三品：創造性的思維三品：創造性的思維為什么以往

9、的實驗都失敗了？為什么以往的實驗都失敗了？法拉第敢于突破，終于有了劃時代的發現！法拉第敢于突破，終于有了劃時代的發現！18311831年年1010月月2828日日 法拉第的創新：法拉第的創新： 圓盤發電機，首先圓盤發電機，首先向人類揭開了機械能轉向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。化為電能的序幕。最早的電動機：電磁旋轉器最早的電動機：電磁旋轉器 法拉第提出了法拉第提出了“電場電場”、“磁場和磁場和“力線的概念。暗示了電磁波存在的可能性力線的概念。暗示了電磁波存在的可能性，并預言了光可能是一種電磁振動的傳播，并預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愛因斯坦的評價

10、：場的思想是法拉第最富創造性的思想，是牛頓以來最重要的發現富創造性的思想，是牛頓以來最重要的發現。麥克斯韋正是繼承和發展了場的思想，為。麥克斯韋正是繼承和發展了場的思想，為之找到了完美的數學表示形式從而建立了電之找到了完美的數學表示形式從而建立了電磁場理論。磁場理論。法拉第的貢獻法拉第的貢獻1.你能從這個電磁感應現象的發現的特例中總你能從這個電磁感應現象的發現的特例中總結科學發現或科學研究的一般思路和方法結科學發現或科學研究的一般思路和方法?2.從法拉第十年探索的艱難歷程從法拉第十年探索的艱難歷程,你對法拉第的你對法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么體研究思想，研究方法和精神，得到了什

11、么體會和感想？會和感想？3.法拉第出生貧寒，只讀了兩年小學，但最終法拉第出生貧寒，只讀了兩年小學，但最終成為偉大的科學家，依靠的是什么？對此，成為偉大的科學家，依靠的是什么？對此，你有何感謝？你有何感謝？自主學習科學漫步自主學習科學漫步 奧斯特發現的電流磁效應，使整個科學界受到了極大的震動，它證實電現象與磁現象奧斯特發現的電流磁效應，使整個科學界受到了極大的震動，它證實電現象與磁現象是有聯系的。法拉第贊揚道：是有聯系的。法拉第贊揚道：“它突然打開了科學中一個黑暗領域的大門，使其充滿光它突然打開了科學中一個黑暗領域的大門，使其充滿光明。明。” 法拉第發現的電磁感應使人們對電和磁內在聯系的認識更加

12、完善，宣告了電磁學作法拉第發現的電磁感應使人們對電和磁內在聯系的認識更加完善，宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生，為電磁學的發展作出了重大貢獻。為一門統一學科的誕生，為電磁學的發展作出了重大貢獻。關于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利。關于法拉第，過去說得多的：窮苦、頑強、不為名利。如今：除此之外還有，甚至更重要的是如今：除此之外還有，甚至更重要的是（1 1正確的指導思想自然現象的相互聯系）正確的指導思想自然現象的相互聯系）（2 2抹去科學家頭上的光環，正確認識失敗抹去科學家頭上的光環，正確認識失敗科學是人做的，科學是為人的科學是人做的，科學是為人的 科學中的人文精神。科學中的人文精神

13、。 科學史上許多重要發現和發明，常被人們有意無科學史上許多重要發現和發明，常被人們有意無意地罩上神秘的光環，似乎科學家都是呼風喚雨的魔意地罩上神秘的光環，似乎科學家都是呼風喚雨的魔術師。但是我們在這里看到，具有閃光思維的奧斯特術師。但是我們在這里看到，具有閃光思維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發現的過程中也受著歷史局限和法拉第，在做出偉大發現的過程中也受著歷史局限性的束縛，也有過性的束縛，也有過“可笑的疏忽與失誤。他們是偉可笑的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學習的真實的人。麥克斯韋曾就法大的，但也是可以學習的真實的人。麥克斯韋曾就法拉第的著作說道：拉第的著作說道：“他既告訴我們成功的經驗，也告他既告訴我們成功的經驗，也告訴我們不成功的經驗；既告訴我們那些成熟的想法，訴我們不成功的經驗；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