人教版高中物理选修3-2 4.1划时代的发现(共32张PPT)

(共32张PPT)
划时代的发现
教学目标
关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史
知道电磁感应、感应电流的定义
学习法拉第的科学探索精神，感悟科学、技术、社会的相互关系
了解信念和机遇在科学发现中的作用，辩证认识传统观念对科学发展的利和弊
教学重点
教学难点
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志
领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志
电厂里巨大的发电机是如何发电的？
三峡电厂一台发电机的转子
电网中的电压为什么有的高，有的低？
变压器是如何实现控制电压的高低的？
这一章我们将学习这些装置实现的原理
知道奥斯特发现的电流的磁效应
理解为什么奥斯特实验导线是南北放置的
知道法拉第发现了电磁感应现象
学习勇于探索，永不放弃的科学精神
划时代的发现
奥斯特梦圆“电生磁”
各种自然现象之间是相互联系和相互转化的
哲学家康德
钻木取火
机械运动
热运动
蒸汽机
热运动
机械运动
物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。
奥斯特
奥斯特梦圆“电生磁”
奥斯特实验：
奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针偏转
奥斯特断言：电与磁是有联系的！
奥斯特梦圆“电生磁”
奥斯特实验：
应该如何解释奥斯特实验的现象？
奥斯特梦圆“电生磁”
既然电流能够引起磁针的运动
那么为什么不能用磁铁使导线中产生电流呢？
法拉第心系“磁生电”
电和磁是一对和谐对称的自然现象
依据：磁化和静电感应现象
猜想：磁铁应该可以感应出电流！
信念：一定要转磁为电！
法拉第
法拉第心系“磁生电”
法拉第在实验室
从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应
法拉第科学日记
不行
未显示作用
毫无反应
法拉第心系“磁生电”
科学的实验方法
1825年11月28日
实验1.
两根长4英寸长的导线平行放置,
用两张厚纸将它们隔开,
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.
将空心螺线管接到电池的两极,
把一直导线引进螺线管,
直导线两端与电流计相连
。
实验3.
将实验2中的直导线与电池两极相连,
螺线管与电流计连接
。
实验4.
把两根导线互相缠绕着,
先把其中的一根的两头接到电池上通电,
把另一根的两头接到电流计上。
遗憾的是，由于实验中均使用恒定电流产生的磁场，均已失败告终
法拉第心系“磁生电”
麦克斯韦
科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。
法拉第心系“磁生电”
科学的实验方法
1831年8月29日
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。
在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中出现了电流
电池组
开关
电流计
法拉第心系“磁生电”
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为
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，产生的电流叫做
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。
电磁感应
感应电流
法拉第心系“磁生电”
五种类型可以引起感应电流：
的电流
的磁场
的恒定电流
的磁铁
在磁场中
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的导体
变化
变化
运动
运动
运动
你发现了什么规律？
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应
法拉第心系“磁生电”
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条件吗？
铁芯
是!
法拉第心系“磁生电”
“跑失良机”的科拉顿
法拉第心系“磁生电”
电流计
螺线管
1831年10月28日
圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕
法拉第心系“磁生电”
最早的电动机：电磁旋转器
法拉第心系“磁生电”
电磁感应现象发现的意义?
①为电和磁的统一创造了条件
②推动人类进入电气化时代
划时代的发现
为什么以往的实验都失败了？
思维定势！
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现!
划时代的发现
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性，并预言了光可能是一种电磁振动的传播。
爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表示形式从而建立了电磁场理论。
划时代的发现
对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。
——汤川秀树
划时代的发现
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