次集中的实验研究,然而均以失败告终。
实验1:他用两根长约4 m的导线平行放置,相隔约两张纸厚的距离,先把其中的一根导线接到电池的两端通电,再把另一根与电流计相连。
实验2:把一根螺旋线与电池两极连接,直导线穿过它,后者两端连接电流计。
实验3:如下图所示,法拉第用一根线把一个铜线环固定在导线上并把它悬挂起来,像一个扭秤一样,把强磁棒的磁极放置在环内。
提出问题:法拉第的这些实验失败的原因是什么?
原因分析:回顾法拉第做过的失败实验,可以看出,这些实验都是在以往经验的启发下,通过类比方法设计的。主要原因在于受传统观念的影响,只注意寻找静态的和稳定的感生电流,而忽略了对动态过程的观察。另一个原因是,为了避免电流磁效应的影响,检测感生电流的电流计(当时用的是类似小磁针那样的电流计)一般都用较长的的导线连接,离实验装置较远,不利于观察动态过程。
启迪:科学研究是立足于已知去探索未知,总是以已有的知识和方法、经验和理论为指导去进行研究的。这种指导作用是必要的、有益的,但同时也会带来限制和束缚,特别是对于新领域的开创性的研究工作。突破传统,才能创新。
提出问题:那应该如何调整思路?
引导回答:在变化、运动的过程中,能否出现"磁生电"的效应。
法拉第第一个成功的"电生磁"的实验装置
介绍:1831年8月29日,法拉第把两个线圈绕到同一个铁环上。他发现,当把与电池、开关相连的线圈A的开关2接通,使线圈A中的电流由零增大到某恒定值的瞬间,在闭合线圈B附近的小磁针偏转、振动并且最终停在原来的位置上。当把线圈A的开关2断开,使线圈A中的电流由某恒定值减小到零,在此瞬间,闭合线圈B附近的小磁针反向偏转、振动并且最终停在原来的位置上。
实验演示:演示法拉第第一个成功的"电生磁"的实验。
提出问题:磁场引起电流的类型分别有哪些?
变化的电流,变化的磁场,运动的恒定电流,运动的磁铁,在磁场中运动的导体。
电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应。
感应电流:在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
提出问题:经过长达11年的艰苦探索,法拉第终于发现了"磁生电"现象,并且认识到"磁生电"是一种在变化、运动过程中才能出现的效应。你认为法拉第成功的"秘诀"是什么?
引导回答:成功的诀窍是--不懈地努力,敏锐的洞察力。
教师评价:经过许多次失败之后,法拉第毫不气馁,仍不懈地坚持研究,最后凭借他"敏锐的洞察力"捕捉到了稍纵即逝的偶然现象,终于看清"磁生电"是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
教师活动:法拉第茅塞顿开,但他并没有就此沾沾自喜不再作为,而是抓住新现象的端倪,进行深入研究。经过大量的实验研究,发现了"磁生电"的条件。
提出问题: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。
法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久,经历了大量的失败,但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求,勇敢地面对失败,一次又一次,寻找10年之久的"磁生电"的效应终于被发现了,成功属于坚持不懈的有心人。作为当代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
电磁感应现象为什么被称为划时代的发现?
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统