課程內(nèi)容

《劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》
一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)
1、奧斯特夢(mèng)圓“電生磁”
電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是與電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)密切相連的。
在1820年4月的一次演講中，奧斯特碰巧在南北方向的導(dǎo)線(xiàn)下面放置了一枚小磁針。當(dāng)電源接通時(shí)，小磁針居然轉(zhuǎn)動(dòng)了。隨后的實(shí)驗(yàn)證明，電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)。這種作用稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。
電流的磁效應(yīng)顯示了載流導(dǎo)體對(duì)磁針的作用力，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系。
2、法拉第心系“磁生電”
經(jīng)過(guò)多次失敗后，1831年8月29日，他終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象：把兩個(gè)線(xiàn)圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上，一個(gè)線(xiàn)圈接到電源上，另一個(gè)線(xiàn)圈接入“電流表”，在給一個(gè)線(xiàn)圈通電或斷電的瞬間，另一個(gè)線(xiàn)圈中也出現(xiàn)了電流。
法拉第把引起電流的原因概括為五類(lèi)，它們都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，這就是：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。他把這些現(xiàn)象定名位電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
把導(dǎo)體棒AB的兩端分別與電流表的兩個(gè)接線(xiàn)柱相連，于是構(gòu)成了一個(gè)閉合導(dǎo)體回路。我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)，當(dāng)閉合導(dǎo)體回路的一部分做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流？
（一）實(shí)驗(yàn)觀(guān)察
1、向線(xiàn)圈中插入磁鐵、把磁鐵從線(xiàn)圈中抽出
把磁鐵的某一個(gè)磁極向線(xiàn)圈中插入，從線(xiàn)圈中抽出，或靜止地放在線(xiàn)圈中。觀(guān)察電流表的指針，把觀(guān)察到的現(xiàn)象記錄在表格中。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，什么情況下能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流？
2、模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)
線(xiàn)圈A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線(xiàn)圈B的兩端連到電流表上，把線(xiàn)圈A裝在線(xiàn)圈B的里面。我們觀(guān)察，下面幾種情況下線(xiàn)圈B中是否有電流產(chǎn)生。
（二）分析論證
在第1個(gè)實(shí)驗(yàn)中，磁鐵插入線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)由弱變強(qiáng)；磁鐵從線(xiàn)圈中抽出時(shí)，線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)由強(qiáng)變?nèi)?。這兩種情況下線(xiàn)圈中有感應(yīng)電流。
在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)中，由于迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片（或由于開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)），線(xiàn)圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱也在迅速變化，又由于兩個(gè)線(xiàn)圈套在一起，所以通過(guò)線(xiàn)圈B的磁場(chǎng)強(qiáng)弱也在迅速變化。這種情況下線(xiàn)圈B中也有感應(yīng)電流。
（三）歸納結(jié)論
從上面幾個(gè)事例可以看出，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁場(chǎng)的變化有關(guān)系，也就是說(shuō)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化有關(guān)系；另外，與閉合導(dǎo)體回路包圍的面積也有關(guān)系。由于閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過(guò)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫做磁通量，所以我們也可以用磁通量來(lái)描述感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
以上實(shí)驗(yàn)及其他事實(shí)表明：只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。