1.奧斯特夢圓“電生磁”
(1)電流的磁效應
1820年,丹麥物理學家奧斯特發現電流能使小磁針發生偏轉,這種作用稱為電流的磁效應.
(2)發現電流磁效應的意義
①電流磁效應的發現揭示了電現象與磁現象之間存在某種聯絡,使人們認識到電流的磁場和磁鐵的磁場的本質是一致的,突破了人類對電與磁認識的侷限性.
②激發了人們對“磁生電”的探索熱情,英國科學家法拉第經過十年努力,在1831年找到了“磁生電”的條件
2.法拉第心繫“磁生電”
(1)法拉第對“磁生電”的思考
電流磁效應的發現引起了對稱性的普遍思考,法拉第認為既然電流能夠引起小磁針的運動,那麼磁鐵也會使導線中產生電流.
(2)法拉第“磁生電”實驗
法拉第試圖用恆定電流產生的磁場來觀察在某個電路中是否產生電流,多次失敗後,法拉第終於發現了“磁生電”現象:如圖所示,把兩個線圈繞在同一個鐵環上,線圈M接到電源上,線圈N接入電流表,在給線圈M通電或斷電的瞬間,線圈N中也出現了電流.
(3)引起“磁生電”的五類原因及其共性
(4)電磁感應的定義
“磁生電”的現象叫作電磁感應,產生的電流叫作感應電流.
(5)發現電磁感應的意義
①電磁感應的發現使人們對電與磁內在聯絡的認識更加完善,宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生.
②電磁感應的發現使人們找到了“磁生電”的方法.
3.電生磁與磁生電的區別與聯絡
(1)電生磁:運動的電荷在其周圍激發磁場,即電流周圍存在磁場,代表實驗:奧斯特發現電流的磁效應的磁針偏轉實驗;
磁生電:透過磁體或導體的運動或變化而產生感應電流的情況,代表實驗:法拉第用變化的電流產生感應電流的實驗.
(2)電生磁與磁生電的區別主要是電磁之間的因果關係.電生磁(電流的磁效應),就是當電場發生變化時(電場是因)產生了磁場(磁場是果).而磁生電(電磁感應),是磁場發生變化時(磁場是因)產生了電場(電場是果).
(3)
①奧斯特“電生磁”實驗
奧斯特偶然在直導線附近放置了一枚小磁針,當導線中有電流透過時,磁針發生了偏轉(如圖).這表明通電導線周圍和永磁體周圍一樣也存在磁場.
②法拉第“磁生電”實驗
法拉第試圖用恆定電流產生的磁場來觀察在某個電路中是否產生電流,多次失敗後,法拉第終於發現了“磁生電”現象:把兩個線圈繞在同一個鐵環上,一個線圈接到電源上,另一個線圈接入“電流表”,在給一個線圈通電或斷電的瞬間,另一個線圈中出現了電流.
4.特別提示
1.電流的磁效應與電磁感應是兩種關係相反的現象,區別這兩種現象的關鍵是看電流是條件還是結果.
2.電磁感應的實質是其他形式的能轉化為電能的過程.
3.電磁感應不是穩態效應,而是動態效應.
例題:法拉第透過精心設計的一系列實驗,發現了電磁感應定律,將歷史上認為各自獨立的學科“電學”與“磁學”聯絡起來.在下面幾個典型的實驗設計思想中,所作出的推論後來被實驗否定的是().
A既然磁鐵可使近旁的鐵塊帶磁性,靜電荷可使近旁的導體表面感應出電荷,那麼靜止導線上的穩恆電流也可在近旁靜止的線圈中感應出電流
B.既然磁鐵可在近旁運動的導體中感應出電動勢,那麼穩恆電流也可在近旁運動的線圈中感應出電流
C.既然運動的磁鐵可在近旁靜止的線圈中感應出電流,那麼靜止的磁鐵也可在近旁運動的導體中感應出電動勢
D.既然運動的磁鐵可在近旁的導體中感應出電動勢,那麼運動導線上的穩恆電流也可在近旁的線圈中感應出電流
【解析】靜止的導線上穩恆電流附近產生穩定的磁場,在旁邊靜止的線圈不會產生感應電流,A符合題意;穩恆電流周圍的穩定磁場是非勻強磁場,在近旁運動的線圈可能會產生感應電流,不符合題意;靜止的磁鐵周圍存在穩定的磁場,在旁邊運動的導體中會產生感應電動勢,不符合題意;運動的導線上穩恆電流周圍產生運動的磁場,即周圍磁場變化,在旁邊的線圈中會產生感應電流,D不符合題意.答案A