高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索成功只在一瞬间素材鲁科版选修3_2.doc

成功只在一瞬间1820年奥斯特发现了电流的磁效应，使整个科学界受到了极大地震撼。他的发现普遍引起了这种对称性思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么能不能用磁铁使导线中产生电流呢？为了解决这一问题，有些科学家又积极地展开了研究，著名的法国科学家安培便是其中之一。虽然他为了解决这个问题。想尽了一切方法进行实验，但总是保持线圈中的电流不变，犯了根本性的错误，没能获得成功，令人遗憾。 法拉第坚信：电与磁有联系，电流能产生磁场，磁场也就一定能产生电流。在这些信念的支持下，他坚持了10年。1831年8月29日法拉第在他的日记中首次写下了成功的记录：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。法拉第因此大获成功，名垂青史。  实际上，在法拉第发现电磁感应现象的6年之前，另一位瑞士年轻的科学家科拉顿（J.D.Colladon，18021892）于1825年（时年23岁）也做过了类似的实验。由于他未能把握住时机，结果未能摘夺电磁感应发现者的桂冠，令人惋惜。科拉顿的实验是这样做的：他把一块磁铁插入用导线绕成圆筒状的线圈中， 认为这样或许能产生电流。于是他把一只灵敏电流计与线圈相连，为了防止磁铁对灵敏电流计的影响，他用了很长的导线把灵敏电流计接好后，放在另一个房间里。由于他没有助手， 他只好把磁铁插入线圈后，并让磁铁停留在磁铁中，然后迅速地跑向另一个房间观察灵敏电流计的是否偏转，他看到的结果是灵敏电流计的指针仍停留在零刻度处。他再回到有线圈的那个房间，把磁铁抽出来并放好，再跑到另一个房间里去看灵敏电流计，结果是仍没有看到灵敏电流计的偏转。  现在看来，科拉顿的装置是完全正确的，实验方法也是对的，那么遗憾出自哪里呢?这是因为电磁感应现象是一种“暂态”现象：只有当线圈中的磁场发生变化时，才会发生电磁感应现象，灵敏电流计的指针才会发生偏转；如果线圈中的磁场稳定不变，就没有电磁感应现象发生，因此灵敏电流计的指针也就不会发生偏转。也就是说，灵敏电流计的偏转只发生在磁铁插入或抽出线圈的这一瞬间，一旦磁铁插入线圈静止不动，灵敏电流计的指针又会回到零刻度处。由此看来，在科拉顿的实验中，并不是没有产生电磁感应现象，也并非灵敏电流计的指针没有发生偏转，而是在他从一个房间跑到另一个房间时，灵敏电流计的指针早偏转过而又回到了零刻度处，这是科拉顿犯了一个令人遗憾的错误所致，他没能抓住发生电磁感应的“瞬时”而“跑”失良机呀! 法拉第之所以会大获成功，其实他的实验装置与科拉顿的实验装置并没有什么两样，只不过他是把灵敏电流计就放在自己的身边。在磁铁插入线圈的瞬间，灵敏电流计的指针明显地发生了偏转。由于他紧紧地抓住了这个“瞬间”，所以他成功了，发现了电磁感应现象，并制造出了世界上第一台真正意义上的发电机。 2