奥斯特梦圆电生磁-上海第八中学
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第四章电磁感应知识点(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章电磁感应第一模块:电磁感应、楞次定律(先介绍右手螺旋定则)『基础知识』一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”奥斯特实验:在1820年4月的一次讲演中,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(如右图)。
随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。
突破:电与磁是联系的2、法拉第心系“磁生电”1831年8月29日,法拉第终于发现了电磁感应:把两个线圈绕在同一铁环上(如右图),一个线圈接入接到电源上,另一个线圈接入“电流表”,在给一个线圈通电或断电瞬间,另一个线圈也出现了电流,这种磁生电的效应终于被发现了。
物理学中把这种现象叫做电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、感应电流的产生1、N极插入、停在线圈中和抽出(S极插入、停在线圈中和抽出)有无感应电流(如图)。
磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向极插入线圈偏转S极插入线圈偏转N极停在线圈中不偏转S极停在线圈中不偏转N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中抽出偏转实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时,导体中就产生感应电流。
实验表明磁场的强弱没有变化,但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。
这种情况下线圈中同样有感应电流。
3、磁通量定义:磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量定义式:φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)单位:韦伯(Wb)物理意义:表示穿过磁场中某个面的磁感线条数磁通量虽然是标量,但有正负之分。
三、楞次定律1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流,那么他的方向会如何呢。
条形磁铁运动的情况N 极向下插入线圈N 极向上拔出线圈S极向下拔出线圈S极向上插入线圈原磁场方向(向上或向下)?向下?向下?向上?向上穿过线圈的磁通量变化情况(增加或减少)?增加?减少?减少?增加感应电流的方向(流过灵敏电流计的方向)?向左?向右?向左?向右结论:楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。
高二物理选修3-2导学案 时间2013/11/17 编制:赵忠海 班级 学习小组 组内编号 姓名 组内评价 教师评价14.1 划时代的发现【学习目标】 (一)知识与技能 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象。
2.了解电生磁和磁生电的发现过程。
3.知道电磁感应和感应电流的定义。
(二)过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。
(三)情感、态度与价值观1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。
2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
【重难点】重点:探索电磁感应现象的历史背景难点:体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神【新课导入】我们就来在上一册(选修3-1)我们学习了有关电场和磁场的知识,对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。
我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷,电流能够在其周围“感应”出磁场,那么磁场能否“感应”出电流呢?回答是肯定的,这就是电磁感应现象。
从这节课开始,我们就来学习这方面的知识,了解科学家们的探究历程吧。
【自主学习】 ◆学点Ⅰ 奥斯特梦圆“电生磁” ------电流的磁效应 请同学们结合以下思考题,认真阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容,分成小组讨论,发表自己的见解。
(1)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? (2)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? (3)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? (4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受 ◆ ◆ 学点Ⅱ 法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 请同学们结合以下思考题,认真阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容,分成小组讨论,发表自己的见解。
(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?(5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么?谈谈自己的体会。
2023-2024学年上海市第八中学中考试题猜想化学试卷请考生注意:1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(本题包括12个小题,每小题3分,共36分.每小题只有一个选项符合题意)1.属于非金属元素的是()A.Mg B.Na C.Al D.Cl2.酸、碱、盐之间发生反应时不可能生成的物质类别是()A.氧化物B.酸C.碱D.单质3.如图图是某反应的微观示意图,“●”、“ ”、“○”分别表示质子数不同的3 种原子。
下列有关该反应的叙述正确的是A.乙中含有四种元素B.反应前后分子个数不变C.反应的本质是原子进行了重新组合D.甲、乙相对分子质量之和等于丙、丁相对分子质量之和4.今年春天南方又出现了H7N9禽流感,从香料八角中提取的莽草酸是合成治疗禽流感药物——达菲的原料。
如图是莽草酸的结构模型,下列选项正确的是A.莽草酸的化学式为C7H10O5B.莽草酸属于氧化物C.莽草酸中含有22个原子D.莽草酸完全燃烧,产物不仅有CO2和H2O,还可能有SO25.下列分类合理的是A.钙、锌、铁都是人体中的必需微量元素B.矿泉水、石油、生铁都属于混合物C.铜、人体和氯化钠都属于导体D.钳子、开瓶器、镊子都是省力杠杆6.推理法在化学学习中至关重要。
下列推理正确的是A.金刚石、石墨的原子排列方式不同,所以它们的化学性质差异很大B.溶液中有晶体析出时,溶质质量减小,所以溶质的质量分数一定减小C.碱性溶液能使酚酞溶液变红,所以能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱溶液D.化合物都是由不同种元素组成的,所以由不同种元素组成的纯净物一定是化合物7.甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质,其相互转化关系如图,通常情况下,甲为固态单质,乙、丙为两种气体,且所含元素种类相同,每个乙的分子中含有14个质子。
上海闸北第八中学物理电与磁同步单元检测(Word版含答案)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.小明学会了测小灯泡的功率后,在老师的启发下,进一步思考:电流一定时,小灯泡功率跟电阻有什么关系呢?于是他利用如图所示的电路,选用分别标有“1.5 V 0.25 A”“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡L1、L2、L3,测出它们在电流相同时的电阻和功率,来探究小灯泡功率与电阻的关系.(1)他将灯L1接入图甲电路,请你用笔画线代替导线,帮他将实物电路连接完整.______(2)闭合开关后,他调节滑动变阻器的滑片P,使通过灯L1的电流为0.2 A,再测出L1两端的电压,此时电压表示数如图乙所示,然后计算出此时灯L1的电阻为______Ω,实际功率是____ W.(3)换上灯L2,闭合开关,为保持电流为0.2 A不变,应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动;再测出L2两端的电压,算出L2的电阻和功率.换上灯L3,做第三次实验,并将实验数据记录在下表中.(4)请根据实验数据,在图丙中作出小灯泡功率与电阻关系的图象.______(5)分析图象可得结论:在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成________关系.(6)小波认为:为了控制实验条件,小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器,这样的操作不够简便.对此你可以如何改进?____.【答案】答案见解析 4 0.16 左答案见解析正比将L1、L2、L3串联在同一电路中,使电流不变【解析】【分析】【详解】(1)如图(2)电压表使用的0~3V,分度值为0.1V,电压为0.8V,电流为0.2A,所以L1电阻为R1=UI=0.840.2VA=Ω,实际功率P实=UI=0.16W;(3) 换上灯L2,电阻增大,总电阻增大,电路电流减小,电流表的示数将变小;要使电路电流增大到0.2A,要减小电路总电阻,滑动变阻器的滑片向左端移动;(4)(5)分析图像可知图线是一条过原点的直线,可知,电流一定时,功率和电阻成正比.(6)实验目的是小灯泡功率与电阻的关系,根据控制变量法,要保证电流不变,则可以将L1、L2、L3串联在同一电路中,分别测各自两端电压即可.【点睛】本题题干很长,给学生的心理压力很大,并且本题涉及到的知识点多,而且和数学联系起来,增大了试题的难度,并且用实验探究功率和电阻关系的题目比较少见,学生不熟悉,更增大了习题的难度.2.如图是小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
2024届上海市第八中学物理九上期末达标检测试题注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。
用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。
将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(每题1.5分,共30题,45分)1.往大口厚玻璃瓶内装入少量水并塞紧塞子。
用气筒往瓶内打气,瓶内的液态水很快减少;当塞子跳出时,看到瓶口有白雾出现,如图所示。
下列说法中错误的是()A.往瓶内打气时,压缩气体,瓶内气体内能变小 B.往瓶内打气时,外界对瓶内的气体做了功C.瓶塞跳出时,瓶内气体对塞子做了功D.瓶塞跳出时,瓶内气体内能减少,温度降低2.将复写纸夹在两张白纸之间后放在水平桌面上,再分别取两个盛有等量冷水和热水的相同铝质易拉罐压在纸上.一段时间后,发现纸上留下痕迹的颜色深浅不同.该现象说明()A.分子热运动与温度有关B.分子间存在引力C.分子间存在斥力D.分子间有空隙3.通常情况下,属于导体材料的一组是A.铜和玻璃B.银和陶瓷C.铁和橡胶D.铝和盐水4.下列说法正确的是()A.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类就越多B.指南针能够指南北,是由于受到地磁场的作用C.磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在D.能够自由转动的小磁针静止时,其N极指向地理南极附近5.相同质量的铝和铜,初温相同,放出相同的热量后(不计热损失、c铜<c铝),下列说法正确的是A.铜的内能减少的多B.铝内能减少得多C.相互接触,铜吸热,铝放热D.相互接触,铝吸热,铜放热,6.两个物体相互接触时没有发生热传递现象,表明这两个物体一定具有相同的()A.质量B.温度C.热量D.内能7.下列措施不符合安全用电规范的是()A.用湿布擦抹正在工作的台灯B.用电器的金属外壳接地C.用电器的开关装在火线上D.使用测电笔时,手接触笔尾的金属电极8.10个小灯泡串联在一起,已知电源正极处的电流是100mA,则通过每个小灯泡的电流是()A.0.1mA B.10mA C.0.1A D.1000mA9.随着生活水平的不断提髙,用电设备的使用越来越多,消除用电安全隐患,人人有责.关于安全用电,下列做法中正确的是()A.在电线上晾衣服B.同时使用多个大功率用电器C.电冰箱的外壳接地 D.导线破损仍继续使用10.小明对新型LED灯带很好奇,取一段剖开后发现,灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的。
“电磁感应的发现”启示录
山东省青岛市第五十八中学高守凯选自《中学物理教学参考》2009年第5期
很多科学故事对科学发现和科学家的处理,总是简单化和偶像化,突出胜利,忽略失败,彰显成功,无视曲折。
例如,奥斯特和法拉第关于电和磁间联系的重要发现,在今天的学生看来似乎并非十分困难,但教科书中却写到,科学家们都是经过多年坚持不懈的研究才取得突破性成功的。
在他们的科学生涯中,往往是已经面临那个重大发现,却又视而不见,徘徊良久,而在这相当长的时间里,无数英才竟然没有一人捷足先登。
是什么原因导致了他们的失败和成功呢?本文试图通过简要回顾电和磁间联系的发现历程,以对后学者有所教益和启迪。
一、奥斯特梦圆“电生磁”
1.为什么是他
电和磁间有没有联系?这是前人经常思索的问题。
“顿牟缀芥,磁石引针”说明了电现象和磁现象的相似性,但是相似并不等于本质上有联系。
实际上,库仑等人“已经证明”,电和磁间没有直接联系。
18世纪末到19世纪初,人们陆续发现了一些自然现象间的联系与转化,如康德关于基本力向其他种类力转化的哲学思想;黑格尔、谢林等人关于自然力的统一的思想,均对物理学界产生了很大的影响。
作为他们思想的追随者,丹麦的物理学家奥斯特(Hans Christian Oersted,1777~1851)相信电和磁之间一定有某种联系,尤其是富兰克林关于莱顿瓶放电能使钢针磁化的发现,更坚定了他的观点。
1803年他曾写道:“我们的物理学将不再是关于运动、热、光、电、磁以及我们所知道的任何其他现象的零散的汇总,我们将把整个宇宙容纳到一个体系中。
”
正是由于整个社会的学术水平已经发展到了这一程度,奥斯特恰好又是这一主流思潮中的积极分子,因此,在这个时间,由他来追寻这一问题也应是历史的必然而绝非巧合。
2.为什么追寻十余年之久
伟大的发现往往都曾被世俗陈见所遮蔽,奥斯特寻找电和磁之间联系的试验也屡屡失败。
因为在此之前,服从牛顿定律和库仑定律的引力、电场力、磁与磁间的作用力都是沿着连接相互吸引或相互排斥物体的一条直线产生的。
奥斯特和当时的人们一样,也认为力的作用只能像有心力那样是“纵向”的,他未曾料到电与磁之间的联系表现为“横向力”,因而总是把磁针放错位置!旧的观念阻碍了成功,奥斯特不是先知,他当然也不能超越时代。
其实现在想来此事也够奇妙的:一个电荷凌空飞过,它下面的小磁针竟然横向受力!
3.为什么最终还是他
奥斯特深信电和磁间有某种联系,就像电和发热发光的现象间有联系一样。
1812年他就在论文中写过:“我们应该检验的是,究竟电是否以其最隐蔽的方式对磁体有类似的作用。
”他在通电的导线前面放一根磁针,企图用通电的导线吸引磁针。
然而尽管导线灼热了,甚至烧红发光了,磁针也毫无动静。
1820年4月,奥斯特在作有关电和磁的演讲时,尝试将磁针放在导线的侧面,在接通电源时,发现磁针轻微地晃动了一下,他意识到这正是他多年盼望的实验现象。
经过反复实验,奥斯特终于查明电流的磁效应是沿着围绕导线的螺旋方向发生的。
1820年7月21日,他以拉丁文简洁地报告了60多次实验的结果,向科学界宣告电流磁效应的发现。
二、法拉第心系“磁生电”
1.为什么是他
1820年起,电磁热席卷欧洲,研究结果大量发表,众说纷纭,真伪难辨。
1821年英国哲学学报(Annal of Philosophy)杂志编辑约法拉第(Michael Faraday,1791~1867)写一篇关于电磁问题的述评,这件事促使法拉第开始了电磁学的研究。
已经在化学领域崭露头角,而又兴趣广泛、有着敏锐洞察力和超强动手能力的法拉第,在整理电磁学文献时,为了判断各种学说的真伪,亲自做了许多实验,其中就包括奥斯特和安培的实验。
法拉第对安培的“分子电流”理论提出了不同看法,两人分别设计实验互相辩驳。
这是1822年的事。
如果安培细心做下去,肯定会发现,在线圈通断电的瞬间,铜环里会出现宏观电流。
遗憾的是安培一心只是想证明他的分子电流学说,竟错过了发现电磁感应现象的机会。
据文献记载,法拉第在知道安培的答辩后,也重复了这个实验。
可惜他所依据的资料把安培的圆环误画为圆盘,所以法拉第重复试验了多次也没有得到结果。
如果安培能更客观地对待实验,如果法拉第能准确地了解安培的实验,也许他们中的一位会比1831年早好几年发现电磁感应现象。
然而,当时一切都在黑暗之中,通往发现之路被偏见封锁。
2.为什么追寻十余年之久
当然,法拉第发现电磁感应现象并不是偶然的机遇,而是他一贯追求科学真理的结果。
他和奥斯特一样,笃信自然力的统一,一刻也没有放弃过寻找“磁生电”。
从1824年到1828年,法拉第多次进行电磁学实验。
他想,既然电荷可以感应周围的导体使之带电,磁铁可以感应铁质物体使之磁化,为什么电流不可以在周围导体中感应出电流来呢?于是他做了一系列实验,想寻找导体中的感应电流,其中有:
线圈接电池通电,一根导线置于线圈近旁,导线两端接电流计构成回路。
结果在电流计中未发现感应电流。
令导线穿载流线圈而过,再接于电流计,也未发现感应电流。
再将导线绕成线圈置于载流线圈内,仍未发现感应电流……
尽管“磁转化为电”的迹象还未找到,但法拉第的信念始终没有动摇。
他在实验日记里记录了多次不成功的尝试,顽强的意志跃于纸上。
法拉第从奥斯特的发现知道,只要有电流就会有磁场,不管这电流是恒定的还是变化的,因而他期望只要有磁场就会有电流。
他因为没有预料到电与磁之间联系的某种“非对称性”而失败了多次。
他只研究了稳定状态效应,思想上还没有暂态效应的概念,更没有创造条件去展现暂态效应。
在1831年之前,法拉第以及他同时代的科学家们还都不习惯用能量的观点思考问题。
时代的局限性滞迟了伟大的发现。
因此,即使是掌握最伟大真理的英雄,也不能完全摆脱偏见的束缚。
他们必须与埋伏中途的一个个错误与偏见英勇斗争,坚持到底,才有可能将其击败。
3.为什么最终还是他
1831年8月29日,法拉第终于取得突破性进展。
这次他是用一个软铁圆环,环上绕两个互相绝缘的线圈。
法拉第在日记中详细记录了这次成功的实验。
法拉第继续试验,注意到如果维持通电状态,磁针毫无反应。
法拉第这才猛醒,原来这类感应现象是和瞬间变化联系在一起的。
接着,法拉第又做了一个实验。
他取来一根铁棒,在铁棒上绕以线圈,再和电流计相接。
铁棒两端各放一根磁棒,当磁棒张合之时,电流计的指针也不断摆动。
一个月后,法拉第对各项试验作了总结,向英国皇家学会报告说,产生感应电流的情况可以分为五类:①变化中的电流;②变化中的磁场;③运动的稳恒电流;④运动中的磁铁;
⑤运动中的导线。
至此,法拉第用实验修正了原来的想法:不是磁体的存在可以使导线产生电流,而是磁体的运动可以使导线产生电流。
他在总结这段生活时写道:“对于新闻我一无所知,因为我越来越远离社会……我一直在工作和写论文,这使我的健康下降了。
但是现在我又感觉好多了,并且可以继续从事这个课题的研究了。
”我们不得不说,这个发现与其说是他思想的结果,不如说是他坚韧不拔精神的结果。
经历了岂止是八十一难。
苏东坡在《留侯论》中说:“古之成大事者,不唯有超世之才,亦有坚韧不拔之志。
”古今相通,东西无异。
三、结语
做出一个伟大的发现是如此的困难,其原因在于他要反驳的是一个伟大的原理、一个重要的理论,或者一种已被接受的深入人心的思维模式。
奥斯特和法拉第,以其远见卓识在当时的知识背景下做出正确的预见,却迷途于旧观念的阴霾之下,踯躅徘徊良久,最终靠着执著的坚持获得成功。
这使曾经更早接近于成功的阿拉果、克莱顿等人扼腕叹息。
与其说他们成功的刹那具有某种偶然性,不如说他们早晚会做出这样的发现。
每一个发现历程都不是我们现在想象的那样简单,而是在事实和理由的反复比较和斟酌中不断取舍,艰难前进。
物理学家的每一次失败、否定和进步,都从一个侧面反映了他们从
不屈服的坚强品质和人类理性的执著,这正是我们回顾这段历史的意义所在。