《高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 磁生電的探索 成功只在一瞬間素材 魯科版選修3-2(通用)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 磁生電的探索 成功只在一瞬間素材 魯科版選修3-2(通用)(2頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、成功只在一瞬間
1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),使整個(gè)科學(xué)界受到了極大地震撼。他的發(fā)現(xiàn)普遍引起了這種對(duì)稱性思考:既然電流能夠引起磁針的運(yùn)動(dòng),那么能不能用磁鐵使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢?為了解決這一問題,有些科學(xué)家又積極地展開了研究,著名的法國科學(xué)家安培便是其中之一。雖然他為了解決這個(gè)問題。想盡了一切方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但總是保持線圈中的電流不變,犯了根本性的錯(cuò)誤,沒能獲得成功,令人遺憾。
法拉第堅(jiān)信:電與磁有聯(lián)系,電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)也就一定能產(chǎn)生電流。在這些信念的支持下,他堅(jiān)持了10年。1831年8月29日法拉第在他的日記中首次寫下了成功的記錄:把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上,一個(gè)線圈接電源,另一個(gè)接
2、“電流表”,當(dāng)給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間,在另一個(gè)線圈上出現(xiàn)了電流。法拉第因此大獲成功,名垂青史。
實(shí)際上,在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的6年之前,另一位瑞士年輕的科學(xué)家科拉頓(J.D.Colladon,1802—1892)于1825年(時(shí)年23歲)也做過了類似的實(shí)驗(yàn)。由于他未能把握住時(shí)機(jī),結(jié)果未能摘奪電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)者的桂冠,令人惋惜??评D的實(shí)驗(yàn)是這樣做的:他把一塊磁鐵插入用導(dǎo)線繞成圓筒狀的線圈中,?認(rèn)為這樣或許能產(chǎn)生電流。于是他把一只靈敏電流計(jì)與線圈相連,為了防止磁鐵對(duì)靈敏電流計(jì)的影響,他用了很長的導(dǎo)線把靈敏電流計(jì)接好后,放在另一個(gè)房間里。由于他沒有助手,?他只好把磁鐵插入線圈后,并讓
3、磁鐵停留在磁鐵中,然后迅速地跑向另一個(gè)房間觀察靈敏電流計(jì)的是否偏轉(zhuǎn),他看到的結(jié)果是靈敏電流計(jì)的指針仍停留在零刻度處。他再回到有線圈的那個(gè)房間,把磁鐵抽出來并放好,再跑到另一個(gè)房間里去看靈敏電流計(jì),結(jié)果是仍沒有看到靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在看來,科拉頓的裝置是完全正確的,實(shí)驗(yàn)方法也是對(duì)的,那么遺憾出自哪里呢?這是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象是一種“暫態(tài)”現(xiàn)象:只有當(dāng)線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),才會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,靈敏電流計(jì)的指針才會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);如果線圈中的磁場(chǎng)穩(wěn)定不變,就沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生,因此靈敏電流計(jì)的指針也就不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。也就是說,靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)只發(fā)生在磁鐵插入或抽出線圈的這一瞬間,一旦磁鐵插入線圈靜止不動(dòng),靈敏電流計(jì)的指針又會(huì)回到零刻度處。由此看來,在科拉頓的實(shí)驗(yàn)中,并不是沒有產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,也并非靈敏電流計(jì)的指針沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn),而是在他從一個(gè)房間跑到另一個(gè)房間時(shí),靈敏電流計(jì)的指針早偏轉(zhuǎn)過而又回到了零刻度處,這是科拉頓犯了一個(gè)令人遺憾的錯(cuò)誤所致,他沒能抓住發(fā)生電磁感應(yīng)的“瞬時(shí)”而“跑”失良機(jī)呀!
法拉第之所以會(huì)大獲成功,其實(shí)他的實(shí)驗(yàn)裝置與科拉頓的實(shí)驗(yàn)裝置并沒有什么兩樣,只不過他是把靈敏電流計(jì)就放在自己的身邊。在磁鐵插入線圈的瞬間,靈敏電流計(jì)的指針明顯地發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。由于他緊緊地抓住了這個(gè)“瞬間”,所以他成功了,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并制造出了世界上第一臺(tái)真正意義上的發(fā)電機(jī)。