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1、第四章第四章 电磁感应电磁感应 学案学案1 划时代的发现划时代的发现电让我们听到优美的声音：磁带电让我们听到优美的声音：磁带电让我们生活更充实：无线充电电让我们生活更充实：无线充电电让城市更美丽电让城市更美丽电让我们能上晚自电让我们能上晚自习习法拉第的故事法拉第的故事依据：信念依据：信念 哲学家康德：各种自然现象之间是相哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。互联系和相互转化的。实例：摩擦生热、蒸汽机实例：摩擦生热、蒸汽机自主学习自主学习（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这）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？之前，科学研
2、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）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？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）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？知识如何解释？（4）电）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。-奥斯特梦圆奥斯特梦圆“电生磁电生磁” 物理学将不再是关于运动、物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的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罗列，我们将把
3、整个宇宙纳在一个体系中。个体系中。伟大的奥斯特伟大的奥斯特奥斯特实验：奥斯特实验：奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针偏转偏转奥斯特断言：奥斯特断言：电与磁是有联系的！电与磁是有联系的！解释奥斯特实验解释奥斯特实验猜想：磁是否能生电呢？猜想：磁是否能生电呢？（1 1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考）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？法拉第持怎样的观点？（2 2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失）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？败是怎样做的？（3 3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的）法拉
4、第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？原因是什么？（4 4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感）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，样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的他认为成功的“秘诀秘诀”是什么？是什么？自主学习自主学习-法拉第心系法拉第心系“磁生电磁生电” ” 一品：对称性的思考一品：对称性的思考英国的法拉第认为：英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称的电和磁是一对和谐对称的自然现象。自然现象。依据：磁化和静电感应现象依据：
5、磁化和静电感应现象猜想：磁铁应该可以感应猜想：磁铁应该可以感应出电流！出电流！信念：一定要转磁为电！信念：一定要转磁为电！法拉第法拉第日记日记未显示作用未显示作用毫无反应毫无反应不行不行 从普通的磁铁中从普通的磁铁中获得电的希望，时获得电的希望，时时激励着我从实验时激励着我从实验上探求电流的感应上探求电流的感应效应。效应。二品：科学的实验方法二品：科学的实验方法 麦克斯韦：科学家其麦克斯韦：科学家其实也有许多粗糙的想法实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。他们和不成功的经验。他们是伟大的，但并不是高是伟大的，但并不是高不可攀的。不可攀的。麦克斯韦如是说麦克斯韦如是说“跑失良机跑失良机”的科拉顿的
6、科拉顿螺旋管螺旋管电流计电流计法拉第实验法拉第实验1825年年11月月28日日实验实验1 1. . 两根长两根长4 4英寸长的导线平行放置英寸长的导线平行放置, , 用两张厚用两张厚纸将它们隔开纸将它们隔开, , 先把其中的一根导线接到电池的两先把其中的一根导线接到电池的两端通电端通电, ,再把另一根与电流计相连。再把另一根与电流计相连。 实验实验2 2. . 将空心螺线管接到电池的两极将空心螺线管接到电池的两极, , 把一直导线把一直导线引进螺线管引进螺线管, , 直导线两端与电流计相连直导线两端与电流计相连 。实验实验3 3. . 将实验将实验2 2中的直导线与电池两极相连中的直导线与电池
7、两极相连, , 螺线螺线管与电流计连接管与电流计连接 。实验实验4 4. . 把两根导线互相缠绕着把两根导线互相缠绕着, , 先把其中的一根的先把其中的一根的两头接到电池上通电两头接到电池上通电, , 把另一根的两头接到电流计把另一根的两头接到电流计上。上。 法拉第实验法拉第实验 18311831年年8 8月月2929日日 法拉第线圈：与法拉第线圈：与160年年后出现的现代变压器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。出奇的相似，现已成为著名的科学文物。开关开关电池组电池组电流计电流计进一步地思考和探索：进一步地思考和探索： 铁芯和线圈铁芯和线圈A A是产生这一效应的必要是产生这
8、一效应的必要条件吗？条件吗？铁芯铁芯法拉第实验法拉第实验 1831年年11月月24日日，法拉第向皇家学会提，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。，产生的电流叫做感应电流。”磁生点磁生点“是是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应一种在变化、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：变化的电五种类型可以引起感应电流：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。的磁铁、在磁场中运动的导体。有规律吗？有规律吗？法拉第实验法拉第实验三品：创造
9、性的思维三品：创造性的思维为什么以往的实验都失败了？为什么以往的实验都失败了？法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！18311831年年1010月月2828日日 法拉第的创新：法拉第的创新： 圆盘发电机，首先圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。化为电能的序幕。最早的电动机：电磁旋转器最早的电动机：电磁旋转器 法拉第提出了法拉第提出了“电场电场”、“磁场磁场”和和“力线力线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性的概念。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，并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。 爱因斯坦
10、的评价：场的思想是法拉第最爱因斯坦的评价：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。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之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。磁场理论。法拉第的贡献法拉第的贡献1.你能从这个电磁感应现象的发现的特例中总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从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了
11、什么体研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想？会和感想？3.法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终法拉第出生贫寒，只读了两年小学，但最终成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，成为伟大的科学家，依靠的是什么？对此，你有何感谢？你有何感谢？自主学习科学漫步自主学习科学漫步 奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了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，它证实电现象与磁现象是有联系的。极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。域的大门，使其充满光明。” 法拉第发现的
12、电磁感应使人们对电和磁内在联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。学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利。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，甚至更重要的是现在：除此之外还有，甚至更重要的是（1 1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）正确的指导思想（自然现象的相互联系）（2 2）抹去科学家头上的光环，正确认识失败）抹去科学家头上的光环，正确认识失败科学是人做的，科学是为人的科学是人做的
13、，科学是为人的 科学中的人文精神。科学中的人文精神。 科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无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，也有过性的束缚，也有过“可笑可笑”的疏忽与失误。他们是伟的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的
14、著作说道：拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告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，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，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，也会成为一个发现种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。者。” ” 对以往知识的对以往知识的熟知和对新鲜事物及熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，其发展前景的敏感，是一个人的创造力的是一个人的创造力的源泉。源泉。 汤川秀汤川秀树树