4.1划时代的发现学案教师.docx

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1、一.奥斯特梦圆“电生磁” -电流的磁效应1 .是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在 着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。2 .奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好屡次失败，但奥斯特始终没有放弃。直到1820年4月的一 次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。3 .奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？奥斯特在1820年4月的一次演

2、讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时, 小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效 应的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向。通电直导线 的磁场方向遵守安培定那么。当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后，小磁针 受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系。也就是 电流的磁效应。4 .电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电 与磁认

3、识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的开展。二.法拉第心系“磁生电” -电磁感应现象1 .奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导 线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。2 .法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好屡次失败，但法拉第始终没有放弃。直到1831年8月29 日，他苦苦寻找了 10年之久的“磁生电”的效应终于被发现了。3 .法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么

4、？法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。原因 在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验说明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用 的都是恒定电流产生的磁场。4 .法拉第经历了屡次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？ 之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？屡次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上， 如下图。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现 电流。之后他又做了大量的实验

5、都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运 动的过程中才能出现的效应。5 .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，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为 现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。例L奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形,请说出这五

6、种情形各是什么。解析：法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：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。它们都与变化和运动有关。拓展：法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出 来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。例2.自然界确实存在对称美，质点间的万有引力F二Grmni2/r2和电荷间的库仑力F二kq/l就是一个对称美 的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用那么是通过引力场传递的。点电荷q的在 相距为r处的电场强度是E二kq/d,那么质点勿在相距为r处的

7、引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变 小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电 荷的电势能一定减少吗？请简述理由。解析：可以应用点电荷电场的定义方法定义质点的引力场强度,EcgVni尸Gm/d如果两电荷间距离变小，库 仑力不一定做正功，因为库仑力可能是吸引力，也可能是排斥力。如果库仑力是吸引力，两电荷间距离变 小那么电势能减少；如果库仑力是排斥力，那么两电荷间距离变小电势能增大。拓展：由以上分析可见，万有引力和库仑力虽然有对称性，但是因为电荷有正负两种，而质点只有一种， 所以库仑力做功的情况就要比万有引力做功复杂一些。第十四次作业1 .史料

8、记载“1831年8月29日这一天，法拉第在接通电池的一刹那，偶然看到检流计指针动了一下，接 着便回到了原位，然后就一直停住不动。”法拉第因此发现了电磁感应现象，图4T-1是这个实验的示 意图。又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验：将一块磁 铁在螺线管中移动，使导线中产生感应电流。为了排除磁铁移动对检流计指针偏转的影响，他把检流计放 到隔壁房间中去，用长导线把检流计和螺线管连接起来。实验开始了，科拉顿把磁铁插到线圈中去以后， 就跑到隔壁房间中去，但他十分痛心地看到检流计的小磁针静止在原位科拉顿没能发现电磁感应现象， 他的实验示意图见图4-1-2。请你分析一

9、下，科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是什么？ 是因为电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的，当科拉顿赶到隔壁房间去时，检流小磁针已经动过 了，所以他没能看到电磁感应现象。能看到电 应现象的原因2 .科学家对自然现象和自然规律的某些信念在科学发现中起着重要的作用。结合具体例子说说这种作 用。牛顿相信使苹果下落的力和“使月亮下落的力”是同一种力，导致万有引力定律的发现（牛顿认为如 果月亮不下落，应该是沿轨道圆的切线运动，现在月亮沿圆周运动，所以月亮实际上是下落了）；奥斯特、 法拉第相信电与磁是相互联系的，导致他们分别发现了电流的磁效应和电磁感应现象。3 .请你说说教科书把科学发现中经历的失败和挫

10、折表达出来有什么意义？失败和挫折能够起到警示作用，使我们更加聪明，少走弯路。4 .设有两个物体，一个是热的，另一个是冷的，或更确切他说：一个物体的温度比另一个高些。我们 使它们进行接触，并使它们不受到任何外界影响，我们知道，最后它们会到达同样的温度。但是这个情况 是怎样发生的呢？从它们开始接触起到它们到达同样温度的时间里，究竟发生了什么呢？有人的脑海中想 象这么一个图景：热从一个物体流向另一个物体，正如水由较高的水位流向较低的水位一样。于是这些人 因此提出这样的类比：“水一一热水”，“较高的水位一一较高的温度”，“较低的水位一一较低的温度”， 水的流动一直要继续到两个水位相同，热的流动也要到温度相等时才停止。这些人的观点是：“热是一种 物质，就像物体的质量一样。它的量可以改变，也可以不改变，正如钱一样，可以储存在保险柜里，也可 以花掉。只要保险柜始终锁着，柜里面钱的总数就始终保持不变，和这一样，一个被隔离的物体中的质量 的总数和热的总数也是不变的。”请你对上述观点作些点评，如果同意就说说论据，如果反对就说说理由。这种类比的思想方法不能否认，但得出的结论不能苟同。例如我们用一砂轮打摩一铁块，铁块和铁屑 的总质量是不改变的，但是只要打摩不停，热就可以源源不断地增加。可见热是一种能量，它可以从其它 形式的能量转化而来。这一例子也告诉我们，对自然现象的联系与对称要深刻研究，全面理解。