划时代的发现(精华版).ppt

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1、第四章 电磁感应,第一节 划时代的发现,一、奥斯特圆梦“电生磁”,1、电与磁有联系吗？19世纪20年代之前的“偏执”,法物理学家安培,英国物理学家托马斯杨,法物理学家库仑,二者显然肯定是独立的，无关的。,二者显然肯定是独立的，无关的。,二者显然肯定是独立的，无关的。,1、电与磁有联系吗？,各种自然现象之间是相互联系和相互转化的！,我坚信：电与磁是有关联的。我一定要找到她！,丹麦物理学家奥斯特,德国哲学家康德,因为：他是我的偶像！,机械运动,热运动,一、奥斯特圆梦“电生磁”,物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们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个体系中。,1

2、、电与磁有联系吗？,一、奥斯特圆梦“电生磁”,2、奥斯特“碰巧”发现了:电流磁效应,电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。在1820年4月的一次演讲中，奥斯特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，小磁针居然转动了。随后的实验证明，电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。,电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。,奥斯特实验：揭示了电流的磁效应,突破：电与磁是有联系的!,3、电流磁效应：发现的意义,突破了电、磁无关的思维定势；前所未有地拓宽了物理学研究的视野；增强了人们对固有观念的怀疑精神和推翻固有权威成见的自信力；

3、,思考一个问题：“怎样救落水者?”,常规思维:让人离开水.,让水离开人,可以吗?,通过这个故事，你有什么发现?如果你知道奥斯特的发现，你会做出哪些思考？,对称性的思考,1、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？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？,自主学习:法拉第心系“磁生电”,二、法拉第心系“磁生电”,1、艰难的探索：众多物理学家“浅尝则

4、止”,伟大安培的尝试：,1、艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止”,跑失良机的科拉顿（英国）：,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,“试验失败再试验”：屡战屡败、屡败屡战,一段通电直导线放在另一段直导线旁边,“试验失败再试验”：屡战屡败、屡败屡战,未通电直导线放在另一段通电线圈内部,G,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,“试验失败再试验”：屡战屡败、屡败屡战,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,通电直导线放在不通电线圈内部,法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,开关,电池组,电流计,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

5、的科学文物。,法拉第另一个成功实验：,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,法拉第：“一朝顿悟”,磁生电是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。,深入探究的真谛,变化的电流,将条形磁铁插入空心线圈,运动的磁铁,在磁铁中运动的导体,变化的磁场,由磁得到电的现象叫电磁感应。,电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。,电磁感应不是稳态效应，而是动态效应。,2、法拉第：历经10年，“痴”心不改,法拉第将其发现的全部“磁生电”现象分成五类：,变化的电流,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,“磁生电”现象的本质特征是：变化、运动,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

6、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。同时也推动了电气化时代的到来.,新生的婴儿,政府终将向它征税,法拉第1831年制造的发电机,法拉第对发电机的评价,1831年10月28日 法拉第的创新：,圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。,最早的电动机：电磁旋转器,法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力线”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。,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。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磁场理论。,1、你能从这个电磁感应现

7、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?2、从法拉第十年探索的艰难历程,你对法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么体会和感想?3、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，你有何感想?,自主学习：科学足迹,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性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；

8、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，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，也会成为一个发现者。”,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,（1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）,（2）抹去科学学家头上的光环，正确认识失败,科学是人做的，科学是为人的 科学中的人文精神。,对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。汤川秀树,【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（）A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯韦,C,【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是 _,安培,法拉第,库仑,奥斯特,【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（）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,B,