A. 磁生電的實驗是什麼
法拉第用一個2.22厘米厚、外徑為15.24厘米的軟鐵圓環,圓環上繞兩個彼此絕緣的線圈A和內B保證了電不可能從A到B,也容不可能從B到A,B的兩端用一條銅導線連接。形成一個閉合迴路。A和一組由10隻電池組成的電池組及開關K相連,形成閉合迴路。法拉第的思想方法是:K閉合,A迴路有電,奧斯特已發現電可以產生磁,磁可以沿鐵環傳遞給B,如果磁可以生電,那麼由鐵環傳來的磁會在B閉合迴路里產生電流,用電流計或小磁針可以檢驗到B中的電流。他在閉合迴路下放了一個磁針,先閉合開關K,再觀察磁針,磁針一動也不動!法拉第有些沉不住氣了,兩眼怔怔地望著磁針,喃喃地自語:「你怎麼不動呢?」他頭也不轉地去斷開開關K,卻出乎意料地看到磁針擺動了,「是風吹的嗎?」他又合上K、斷開K,都發現磁針有擺動,法拉第非常高興,他確信是開關的閉合和斷開使磁針轉動,他馬上想到這就是他尋找了近10年的磁生電現象!
B. 磁生電與電生磁的區別
電生磁是奧斯特發現的。原理:通電導體周圍存在磁場。
電生磁
如果一條直的金屬導線通過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場。導線中流過的電流越大,產生的磁場越強。磁場成圓形,圍繞導線周圍。磁場的方向可以根據「右手定則」(見圖1)來確定:將右手拇指伸出,其餘四指並攏彎向掌心。這時,拇指的方向為電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向。實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果。
如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示。那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖2所示的磁場形狀。也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的。而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。在圖2中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉,表示電流從熒光屏裡面流出;下面的一排中有一個黑點,表示電流從外面向熒光屏內部流進。
電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵。為了進行某些科學實驗,經常用到較強的恆定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的。為此,除了盡可能多地繞制線圈以外,還採用兩個相對的螺線管靠近放置,使得它們的N、S極相對,這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場。另外,還在線包中間放置純鐵(稱為磁軛),以聚集磁力線,增強線包中間的磁場,
對於一個很長的螺線管,其內部的磁場大小用下面的公式計算:H=nI
在這個公式中,I是流過螺線管的電流,n是單位長度內的螺線管圈數。
如果有兩條通電的直導線相互靠近,會發生什麼現象?我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反,圖5(a)所示。那麼,根據上面的說明,兩條導線周圍都產生圓形磁場,而且磁場的走向相反。在兩條導線之間的位置會是說明情況呢?不難想像,在兩條導線之間,磁場方向相同。這就好象在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵,它們的N極和N極相對,S極和S極相對。由於同性相斥,這兩條導線會產生排斥的力量。類似地,如果兩條導線通過的電流方向相同,它們會互相吸引。
如果一條通電導線處於一個磁場中,由於導線也產生磁場,那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用,使得導線受力。這就是電動機和喇叭的基本原理。
C. 電生磁與磁生電的區別
一、原理不同
1、電生磁:通電導體周圍存在磁場。 可以判定磁場方向和電流的關版系。
2、磁權生電:閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動時,在導體上就會產生電流的現象叫電磁感應現象。
二、發現的科學家不同
1、電生磁:電生磁是奧斯特發現的。
2、磁生電:磁生電是英國科學家法拉第發現的。
(3)磁生電教學視頻擴展閱讀:
電生磁的磁場的方向:
如果一根直的金屬線通過電流,就會在金屬線周圍的空間產生圓形磁場。流過導線的電流越大,產生的磁場就越強。磁場是圓形的,環繞著導線。
磁場的方向可以根據「右手螺旋定則」(又稱安培定則)來確定:右手拇指伸出,其它四個手指折疊在一起,朝手掌中心彎曲。此時,四個手指的方向是磁場的方向,拇指的方向是電流的方向。事實上,由直線產生的磁場類似於在導線周圍放置一圈小磁鐵,並在末端連接NS極。
D. 磁生電的探索
電磁感應現象研究及教學之我見
引言 高中《物理》中電磁感應現象這一知識點不僅是重點而且也是難點,為此筆者對此知識點作以自己的簡單看法與心得,且把自己的這點看法稱為電磁感應現象的研究性學習,其中有不到之處敬請諸位不吝賜教。
在普通高級中學開展研究性學習,是我國高中物理課改的一項重要舉措,它符合「以德育為核心,以創新精神與實踐能力培養為重點」的素質教育的要求。
1.對研究性學習的理解
學生在教師的引導下,了解實驗研究實驗,從各個方面著手,用科學研究的方式方法去認識問題獲取知識以達到問題的認識深化或者最終解決,這就是研究性學習。
1820年,丹麥物理學家奧斯特發現了——電流的磁效應,揭示了電和磁之間存在著聯系,受到了這一發現的啟發,人們開始考慮這樣一個問題:既然「電能生磁」,「磁能不能生電」呢?不少科學家進行了這方面的探索,英國平民科學家法拉第,堅信電與磁有密切的聯系。經過10年堅持不懈的努力,在無數次的挫折與失敗之後,終於在1831年一個偶然的機會里,發現了利用磁場產生電流的條件。
1-1法拉第生平簡歷
1791年9月22日是一個光輝的日子,一代科學巨匠邁克爾·法拉第降生在英國薩里郡紐囚頓一個貧苦的鐵匠家庭。法拉第的一生是偉大的,然而法拉第的童年卻是十分凄苦的。為了解決全家的溫飽,老法拉第帶著5歲的小法拉第遷到倫敦,希圖改變貧窮的命運,不幸的是上帝非但沒有給法拉第一家賜福,反而在小法拉第九歲那年奪取了老法拉第的生命。迫於生計,幼小的僅有九歲的邁克爾·法拉第不得不承擔起生活重擔,去一家文具店充當學徒。四年以後,13歲的法拉第又到書店學徒。起初負責送報,後來充當圖書裝訂工。真所謂「天欲將大任於斯人也,必先苦其心志,勞其筋骨,餓其體膚……」。貧窮是不幸的,童工的生涯其清苦可知。難能可貴的是小法拉第不安於貧窮,不安於清苦,奮志好學。14歲時他跟一位裝書兼賣書師傅當學徒,利用此機會博覽群書。他在二十歲時聽英國著名科學家漢弗利,戴維先生講課,對此產生了濃厚的興趣。他給戴維寫信,終於得到了為戴維當助手的工作。法拉第在幾年之內就做出了自己的重大發現。雖然他的數學基礎不好,但是作為一名實驗物理學家他是無與倫比的。
1810年法拉第連續聽了J·塔特姆所做的十幾次自然哲學講演並開始參加市哲學學會的學習活動,從中受到自然哲學的基礎教育。1812年2月到4月,21歲的法拉第有幸在皇家研究所聽了H·戴維的四次化學講演。這位大化學家淵博的知識立即吸引了年輕的法拉第。他熱忱地把戴維的每個科學觀點轉述給市哲學學會的同伴們。他精心整理聽課筆記並裝訂成一本精美的書冊,取名《H·戴維爵士演講錄》,並附上一封渴望做科學研究工作的信,於1812年聖誕節前夕一起寄給了戴維。法拉弟熱愛科學的激情感動了戴維,他所精心整理裝訂的「精美記錄冊」更使戴維深感欣慰.這時又正直他學徒期滿,於是戴維特推薦他於1813年3月進人皇家研究所當他的助手。同年10月跟隨戴維去歐洲大陸作科學考察旅行。這次旅行使法拉第上了一次「社會大學」,沿途他認真地記錄了戴維在各地講學的內容,學到了許多科學知識,而且結識了許多著名的科學家,如蓋·呂薩克和安培等。增長了見聞,開擴了眼界。到1815年5月回到皇家研究所,法拉第已能在戴維指導下做獨立的研究工作並取得了幾項化學研究成果。1816年法拉第發表了第一篇科學論文。從18I8年起他和J·斯托達特合作研究合金鋼,首創了金相分析方法。1820年他用取代反應製得六氯乙烷和四氯乙烯。1821年任皇家學院實驗室總監。1823見他發現了氯氣和其他氣體的液化方法。1824年1月他當選為皇家學會會員。1825年2月接替戴維任皇家研究所實驗室主任。同年發現苯。更主要的是他在電化學方面(對電流所產生的化學效應的研究)所做出的貢獻。經過多次精心試驗,法拉第總結了兩個電解定律,這兩個定律均以他的名字命名,構成了電化學的基礎。他將化學中的許多重要術語給予了通俗的名稱,如陽極、陰極、電極、離子等。
1821年法拉第完成了第一項重大的電發明。在這兩年之前,奧斯特已發現如果電路中有電流通過,它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。法拉第從中得到啟發,認為假如磁鐵固定,線圈就可能會運動。根據這種設想,他成功地發明了一種簡單的裝置。在裝置內,只要有電流通過線路,線路就會繞著一塊磁鐵不停地轉動。事實上法拉第發明的是第一台電動機,是第一台使用電流將物體運動的裝置。雖然裝置簡陋,但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先。這是一項重大的突破。只是它的實際用途還非常有限,因為當時除了用簡陋的電池以外別無其它方法發電。人們知道靜止的磁鐵不會使附近的線路內產生電流。1831法拉第發現第一塊磁鐵穿過一個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這個效應叫電磁感應。一般認為法拉第的電磁感應定律是他的一項最偉大的貢獻。用兩個理由足以說明這項發現可以載入史冊。第一,法拉第定律對於從理論上認識電磁更為重要。第二,正如法拉第用他發明的第一台發電機(法拉第盤)所演示的那樣,電磁感應可以用來產生連續電流。雖然給城鎮和工廠供電的現代發電機比法拉第發明的電機要復雜得多,但是它們都是根據同樣的電磁感應的原理製成的。是法拉第把磁力線和電力線的重要概念引入物理學,通過強調不是磁鐵本身而是它們之間的「場」,為當代物理學中的許多進展開拓了道路,其中包括麥克斯韋方程。法拉第還發現如果有偏振光通過磁場,其偏振作用就會發生變化。這一發現具有特殊意義,首次表明了光與磁之間存在某種關系。法拉第的一生是偉大的,法拉第其人又是平凡的,他非常熱心科學普及工作,在他任皇家研究所實驗室主任後不久,即發起舉行星期五晚間討論會和聖誕節少年科學講座。他在100多次星期五晚間討論會上作過講演,在聖誕節少年科學講座上講演達十九年之久.他的科普講座深入淺出,並配以豐富的演示實驗,深受歡迎.法拉第還熱心公眾事業,長期為英國許多公私機構服務.他為人質朴、不善交際、不圖名利、喜歡幫助親友.為了專心從事科學研究,他放棄了一切有豐厚報酬的商業性工作.他在1857年謝絕了皇家學會擬選他為會長的提名,他甘願以平民的身份實現獻身科學的諾言,終身在皇家學院實驗室工作一輩子,當一個平凡的邁克爾·法拉第。
1867年8月25日,平民邁克爾·法拉第在書房安詳地離開了人世。一代科學巨星,在譜寫完他不平凡的人生,給人類留下無價的寶藏以後與世長辭。
1-2電磁感應的實驗
回顧法拉第的實驗,由磁生電這個實驗實際操作起來並不是很難,電磁感應現象可用下圖121的實驗來演示,圖中1是永久磁鐵,2是線圈,3是演示電流計。線圈通過電流計形成閉合迴路。當磁鐵插入線圈時,電流計指針偏轉;永久磁鐵在線圈不動時,指針不動;拔出磁鐵時,指針反向偏轉。這個實驗說明當穿過閉和線圈的磁通量變化時的確會出現感應電流。 用實驗方法研究產生感應電流的條件
實驗方法:磁場不動,導體向下運動;導體向左或向右運動
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教師研究歸納:閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時,電路中就有電流產生. 理解「導體做切割磁感線運動」的含義:切割磁感線的運動,就是導體運動速度的方向和磁感線方向不平行.導體不動,磁場動,會不會在電路中產生電流呢?我們可以接著做實驗。
實驗條形磁鐵插入、拔出螺線管. 注意:條形磁鐵插入、拔出時,彎曲的磁感線被切割,電路中有感應電流。 可以總結得到:無論是導體運動,還是磁場運動,只要導體和磁場之間發生切割磁感線的相對運動,閉合電路中就有電流產生. 閉合電路的一部分導體切割磁感線時,穿過電路的磁感線條數發生變化.如果導體和磁場不發生相對運動,而讓穿過閉合電路的磁場發生變化,會不會在電路中產生電流呢?
線圈電路接通、斷開。滑動變阻器滑動片左、右滑動.此時電流計指針發生偏轉,說明有感應電流產生。
在觀察實驗現象的基礎上,注意分析上述現象的物理過程:因為電流所激發的磁場的磁感應強度B總是正比於電流強度I,即B∝I.電路的閉合或斷開控制了電流從無到有或從有到無的變化;變阻器是通過改變電阻來改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場的變化,穿過閉合電路的磁感線條數的變化——磁通量發生變化,閉合電路中產生電流.電路中S斷開、閉合,滑動變阻器滑動時,穿過閉合電路磁場變化情況: 不論是導體做切割磁感線的運動,還是磁場發生變化,實質上都是引起穿過閉合電路的磁通量發生變化.
1-3分析總結實驗
從上面的2-1實驗1實驗可以看出只要導線切割磁感線,閉合線圈中就會產生感應電流。這時再從實驗3來看一下導線並沒有明顯的切割磁感線但是線圈裡的磁通量發生了變化。此時再回頭看實驗1及實驗2我們可以分析磁通量發生變化的因素: 由 Φ=B· S sinθ可知:當①磁感應強度B發生變化;②線圈的面積S發生變化;③磁感應強度B與面積S之間的夾角θ發生變化.這三種情況都可以引起磁通量發生變化. 產生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化.這里關鍵要注意「閉合」與「變化」兩詞.就是說在閉合電路中有磁通量穿過但不變化,即使磁場很強,磁通量很大,也不會產生感應電流.當然電路不閉合,電流也不可能產生.
可引導學生一起總結出 : 1.不論用什麼方法,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有電流產生.這種利用磁場產生電流的現象叫電磁感應,產生的電流叫感應電流.
感應電流的產生條件.
(1)電路必須閉合;
(2)磁通量發生變化.
從以上的分析可以看出,上述實驗的選擇實驗的分析都具有典型的意義。對上述實驗的分析可看為研究性的學習的一些體現吧。
2我的教學建議
筆者從事了幾年高中教學,關於本節有一些粗淺的認識。理解和應用法拉第電磁感應定律,教學中應該使學生注意以下幾個問題。
2-1 要嚴格區分磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率這三個概念.關於這三者的區別我的做法是在做1-1-2實驗時,磁鐵放進線圈裡不動時,問同學們有無感應電流?此時磁通量最大卻無感應電流。否定了磁通量大感應電流大這一錯誤說法。接著我快速放進線圈裡和慢慢放進線圈裡,此時感應電流一個大一個小。分析如下:都是從外面同一個地點放進線圈裡,磁通量的變化是一樣的。又否定了磁通量的變化決定了感應電流的大小。從而分析得到磁通量的變化越快即變化率越大則感應電流越大。
2-2 總結得到求磁通量的變化量一般有三種情況:當迴路面積不變的時候,磁感應強度變化(如實驗2) ;當磁感應強度不變的時候,迴路面積變化時(如實驗1); 當迴路面積和磁感應強度都不變,而他們的相對位置發生變化(如轉動)的時候,
2-3 E是一段時間內的平均電動勢,一般不等於初態和末態感應電動勢瞬時值的平均值,
2-4 注意課本中給出的法拉第電磁感應定律公式中的磁通量變化率取絕對值,感應電動勢也取絕對值,它表示的是感應電動勢的大小,不涉及方向.
2-5 公式 表示導體運動切割磁感線產生的感應電動勢的大小,是一個重要的公式.要使學生知道它是法拉第電磁感應定律的一個特殊形式,當導體做切割磁感線的運動時,使用比較方便.使用它計算時要注意B、L、v這三個量的方向必須是互相垂直的,遇到不垂直的情況,應取垂直分量.
建議在具體教學中,教師幫助學生形成知識系統,以便加深對已經學過的概念和原理的理解,有助於理解和掌握新學的概念和原理.在法拉第電磁感應定律的教學中,有以下幾個內容與前面的知識有聯系,希望教師在教學中加以注意。
由「恆定電流」知識知道,閉合電路中要維持持續電流,其中必有電動勢的存在;在電磁感應現象中,閉合電路中有感應電流也必然要存在對應的感應電動勢,由此引出確定感應電動勢的大小問題.
電磁感應現象中產生的感應電動勢,為人們研製新的電源提供了可能,當它作為電源向外供電的時候,我們應當把它與外電路做為一個閉合迴路來研究,這和直流電路沒有分別;
用能量守恆和轉化來研究問題是中學物理的一個重要的方法.化學電源中的電動勢表徵的是把化學能轉化為電能的本領,感應電動勢表徵的是把機械能轉化為電能的本領.
E. 磁生電的小製作小學生會做的
把電線繞著鐵釘30圈,然後接在電池兩端,5秒,隨後多試幾次,就可以了
F. 為什麼會磁生電,電生磁
這是我自己的見解哦,樓主覺得好就採納吧。首先,樓主您要明白,所謂物理,就專是萬物的道理,就像力屬是一個物體對另一個物體的作用一樣,我們知道有力存在,但是力究竟為什麼存在,我們只能說,在我們這個世界誕生的時候,它就存在了。理論物理學家說,從宇宙大爆炸開始,任何一個宇宙就開始有了它們自己的物理定律,在我們這里,大爆炸一開始萬物的定律就已經決定了,當然還有您所說的為什麼磁生電,電生磁。電流的周圍存在磁場,變化的磁通量穿過閉合迴路會產生感應電流,這些都是事實,沒有什麼為什麼可言。在這個事實之下,談論它們的轉化,本質,類比能量轉換才是有意義的。
對於轉化的本質,我現在只會從能量守恆角度來解釋,我們知道,磁場中的能量叫磁場能,電場的能量叫電能,發生電磁感應現象的實質是產生感應電動勢,您知道對電動勢的定義是:描述把其他形式能轉變成電能的本領,那麼在電磁感應現象中,是什麼能轉化成了電能呢?當然是磁場能。磁場能減小,電場能就增加了,有磁場的變化,才會有能量的轉化,不是嗎?