《劃時代的發(fā)現》典題探究

《劃時代的發(fā)現》典題探究例1.奧斯特的實驗證實了電流的周圍存在磁場，法拉第經過10年的努力終于發(fā)現了利用磁場產生電流的途徑，法拉第認識到必須在變化、運動的過程中才能利用磁場產生電流。法拉第當時歸納出五種情形，請說出這五種情形各是什么?！窘馕觥糠ɡ诎涯芤鸶袘娏鞯膶嶒灛F象歸納為五類：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。它們都與變化和運動有關。拓展法國物理學家安培也曾將恒定電流或磁鐵放在導體線圈的附近，希望在線圈中看到被“感應”出來的電流，可是這種努力均無收獲。因為“磁生電”是在變化或運動中產生的物理現象。例2.史料記載“1831年8月29日這一天，法拉第在接通電池的一剎那，偶然看到檢流計指針動了一下，接著便回到了原位，然后就一直停住不動?！狈ɡ谝虼税l(fā)現了電磁感應現象，圖4-1-1是這個實驗的示意圖。又有史料記載“瑞士物理學家科拉頓設計了一個利用磁鐵在閉合線圈中獲取電流的實驗：將一塊磁鐵在螺線管中移動，使導線中產生感應電流。為了排除磁鐵移動對檢流計指針偏轉的影響，他把檢流計放到隔壁房間中去，用長導線把檢流計和螺線管連接起來。實驗開始了，科拉頓把磁鐵插到線圈中去以后，就跑到隔壁房間中去，但他十分痛心地看到檢流計的小磁針靜止在原位?！笨评D沒能發(fā)現電磁感應現象，他的實驗示意圖見圖4-1-2。請你分析一下，科拉頓沒能看到電磁感應現象的原因是什么？【解析】科拉頓沒能看到電磁感應現象的原因是因為電磁感應現象是在變化或運動的過程中出現的，當科拉頓趕到隔壁房間去時，檢流小磁針已經動過了，所以他沒能看到電磁感應現象。拓展請你說說教科書把科學發(fā)現中經歷的失敗和挫折表達出來有什么意義？解答：失敗和挫折能夠起到警示作用，使我們更加聰明，少走彎路。adcadcba′b′′′′′′d′c′A．一直增加B．一直減少C．先增加后減少D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少ABSN【ABSN【變式訓練1】如圖所示條形磁鐵豎直放置，閉合的金屬線框水平地緊挨著磁鐵從A端移至B端的過程中，穿過線框的磁通量的變化情況是（）A．變大B．變小C．先變大后變小D．先變小后變大NSabNSab磁通量增大磁通量減小磁通量不變條件不足，無法確定【解析】此題所給條件是非勻強磁場，不能用Ф=B·S計算，只能比較穿過兩環(huán)的磁感線凈條數多少，來判斷磁通量的大小。條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)，經外空間磁場由S極進入，在磁鐵內部的磁感線是從S極向N極，又因磁感線是閉合的平滑曲線，所以條形磁鐵內外磁感線條數一樣多。從下向上穿過a、b環(huán)的磁感線條數一樣多，而從上向下穿過b環(huán)的磁感線多于a環(huán)，則b環(huán)從下向上穿過的凈磁感線少于a環(huán)，所以a環(huán)的磁通量大于b環(huán)的磁通量。故選B【點評】本題中磁鐵中磁感線條數一定，磁鐵外部面積越大，磁鐵外部磁感線返回的條數越多，則磁通量越少。常有同學對此題做出這樣的錯誤分析：因為Ф=BS，而Sa<Sb，所以Фa<Фb，誤選A。之所以犯這樣的錯誤，就是因為對磁通量的物理意義，磁通量的正負磁感線的分布特征缺乏一個全面的正確認識。拓展：通過某一平面的磁通量的大小，可以用通過這個平面的磁感線的條數的多少來形象地說明。用磁感線的條數的多少來表示磁通量是一種較直觀的方法，今后學習中要注意體會。122【變式訓練2】如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，另有一個較小的圓形線圈2從1的正上方下落，在下落過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則線圈2