電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)過程

1、電磁感應(yīng),主講：詹盛君,電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)（Electromagnetic induction）又稱磁電感應(yīng)現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導體，會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流（感生電流）。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 - 發(fā)現(xiàn)過程,1831年8月，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上（如圖所示），線圈A接直流電源，線圈B接電流表，他發(fā)現(xiàn)，當線圈A的電路接通或斷開的瞬間，線圈B中產(chǎn)

2、生瞬時電流。法拉第發(fā)現(xiàn)，鐵環(huán)并不是必須的。拿走鐵環(huán)，再做這個實驗，上述現(xiàn)象仍然發(fā)生。只是線圈B中的電流弱些。 為了透徹研究，電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第做了許多實驗。1831年11月24日，法拉第向皇家學會提交的一個報告中，把這種現(xiàn)象定名為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，并概括了可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種類型：變化著的電流、變化著的磁場、運動的穩(wěn)恒電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 - 定義,閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導

3、體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 本質(zhì)是閉合電路中磁通量的變化。 　　由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 - 法拉第,邁克爾·法拉第(Michael Faraday，1791-1867)，英國著名物理學家、化學家。在化學、電化學、電磁學等領(lǐng)域都做出過杰出貢獻。他家境貧寒，未受過系統(tǒng)的正規(guī)教育，但卻在眾多領(lǐng)域中作出驚人成就，堪稱刻苦勤奮、探索真理、不計個人名利的典范，

4、對于青少年富有教育意義。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 - 意義重大,法拉第之所以能夠取得這一卓越成就，是同他關(guān)于各種自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想密切相關(guān)的。正是這種對于自然界各種現(xiàn)象普遍聯(lián)系的堅強信念，支持著法拉第始終不渝地為從實驗上證實磁向電的轉(zhuǎn)化而探索不已。,電磁感應(yīng)現(xiàn)象 - 右手定則,伸開右手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w運動的方向，那么其余四個手指所指的方向就是感應(yīng)電

5、流的方向。,因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象（閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)）。1820年H.C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后，許多物理學家便試圖尋找它的逆效應(yīng)，提出了磁能否產(chǎn)生電，磁能否對電作用的問題，1822年D.F.J.阿喇戈和A.von洪堡在測量地磁強度時，偶然發(fā)現(xiàn)金屬對附近磁針的振蕩有阻尼作用。1824年，阿喇戈根據(jù)這個現(xiàn)象做了銅盤實驗，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的銅盤會帶動上方自由懸掛的磁針

6、旋轉(zhuǎn)，但磁針的旋轉(zhuǎn)與銅盤不同步，稍滯后。電磁阻尼和電磁驅(qū)動是最早發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但由于沒有直接表現(xiàn)為感應(yīng)電流，當時未能予以說明。,漢斯·奧斯特 - 生平簡介,漢斯·克里斯蒂安·奧斯特(Hans Christian Oersted，1777～1851年)，丹麥物理學家、化學家。1777年8月14日生于丹麥的蘭格朗島魯?shù)聠藤e一個藥劑師家庭。12歲開始幫助父親在藥房里干活，同時堅持學習化學。由于刻苦攻讀，17

7、歲以優(yōu)異的成績考取了哥本哈根大學的免費生，學習醫(yī)學和自然科學。他一邊當家庭教師，一邊在學校學習藥物學、天文、數(shù)學、物理、化學等。 1799 年獲得博士學位。1801—1803年他旅游德國、法國等地，于1804年回國。1806年被聘為哥本哈根大學物理、化學教授，研究電流和聲等課題。 1815年起任丹麥皇家學會常務(wù)秘書。1820年因電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學會科普利獎?wù)隆?824年倡儀成立丹麥自然科學促進會，1829年 出任哥本

8、哈根理工學院院長，直到1851年3月9日在哥本哈根逝世。終年74歲。,阿喇戈，D.F.J.,英國物理學家和天文學家，精于光學和電磁學實驗。1786年2月26日生于埃斯塔熱勒,1809年任巴黎工藝學院畫法幾何講座教授,同年成為法國科學院成員,后來擔任巴黎天文臺臺長，1830年接任法國科學院終身秘書。在政治上他是資產(chǎn)階級共和派著名人物之一，1830年進入議會，1848年二月革命后出任臨時政府海軍部長。1853年10月2日在巴黎逝世。,183

9、1年8月，M.法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞兩個線圈 ，其一為閉合回路，在導線下端附近平行放置一磁針，另一與電池組相連，接開關(guān)，形成有電源的閉合回路。實驗發(fā)現(xiàn)，合上開關(guān)，磁針偏轉(zhuǎn)；切斷開關(guān)，磁針反向偏轉(zhuǎn)，這表明在無電池組的線圈中出現(xiàn)了感應(yīng)電流。法拉第立即意識到，這是一種非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。緊接著他做了幾十個實驗，把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為 5 類 ：變化的電流 ， 變化的磁場，運動的恒

10、定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導體，并把這些現(xiàn)象正式定名為電磁感應(yīng)。進而，法拉第發(fā)現(xiàn)，在相同條件下不同金屬導體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導體的導電能力成正比，他由此認識到，感應(yīng)電流是由與導體性質(zhì)無關(guān)的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的，即使沒有回路沒有感應(yīng)電流，感應(yīng)電動勢依然存在。,楞次,后來，給出了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律以及描述電磁感應(yīng)定量規(guī)律的法拉第電磁感應(yīng)定律。并按產(chǎn)生原因的不同，把感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種，前者起源于洛倫茲力，

11、后者起源于變化磁場產(chǎn)生的有旋電場。,楞次定律,通過實驗發(fā)現(xiàn)：當磁鐵插入線圈時，原磁通在增加，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向總是與原磁場方向相反，即感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的增加；當磁鐵拔出線圈時，原磁通在減少，線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向總是與原磁場方向相同，即感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的減少。因此，得出結(jié)論：當將磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場方向，總是阻礙原磁通的變化。這就是楞次定律的內(nèi)容。根據(jù)楞次

12、定律判斷出感應(yīng)電流磁場方向，然后根據(jù)安培定則，即可判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向。,判斷步驟,1、2、3、 感應(yīng)電流方向,,,,楞次定律符合能量守恒定律,由于線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場總是阻礙原磁通的變化，即阻礙磁鐵與線圈的相對運動，因此要想保持它們的相對運動，必須有外力來克服阻力做功，并通過做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，即線圈中的電流不是憑空產(chǎn)生的。,右手