探究磁生電的實驗裝置

⑴ 磁生電實驗有電源嗎

電生磁要電源,磁生電不需電源.

⑵ 如圖，在探究磁生電的實驗中，能產生感應電流的操作是（）A．讓導體AB沿水平方向左右運動B．讓導體AB

產生感應電流的條件是閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，回本題圖中也看答出是閉合電路的一部分導體在磁場中，本題就是判斷是否做切割磁感線運動．磁感線方向是豎直向上的．
A、保持磁鐵靜止，將導體棒ab左右移動，導體切割磁感線，所以產生感應電流，故A符合題意；
B、保持磁鐵靜止，將導體棒ab上下移動，沒有做切割磁感線運動，所以不能產生感應電流，故B不符合題意；
C、保持導體棒ab靜止在磁鐵內不會切割磁感線，不會產生感應電流，故C不符合題意；
D、保持導體棒ab靜止，磁鐵豎直方向上下移動，運動方向與磁感線方向平行，所以不會切割磁感線，不會產生感應電流，故D不符合題意．
故選：A．

⑶ 磁生電的探索

電磁感應現象研究及教學之我見

引言 高中《物理》中電磁感應現象這一知識點不僅是重點而且也是難點，為此筆者對此知識點作以自己的簡單看法與心得，且把自己的這點看法稱為電磁感應現象的研究性學習，其中有不到之處敬請諸位不吝賜教。
在普通高級中學開展研究性學習，是我國高中物理課改的一項重要舉措，它符合「以德育為核心，以創新精神與實踐能力培養為重點」的素質教育的要求。
1．對研究性學習的理解
學生在教師的引導下，了解實驗研究實驗，從各個方面著手，用科學研究的方式方法去認識問題獲取知識以達到問題的認識深化或者最終解決，這就是研究性學習。
1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了——電流的磁效應，揭示了電和磁之間存在著聯系，受到了這一發現的啟發，人們開始考慮這樣一個問題：既然「電能生磁」，「磁能不能生電」呢？不少科學家進行了這方面的探索，英國平民科學家法拉第，堅信電與磁有密切的聯系。經過10年堅持不懈的努力，在無數次的挫折與失敗之後，終於在1831年一個偶然的機會里，發現了利用磁場產生電流的條件。
1-1法拉第生平簡歷
1791年9月22日是一個光輝的日子，一代科學巨匠邁克爾·法拉第降生在英國薩里郡紐囚頓一個貧苦的鐵匠家庭。法拉第的一生是偉大的，然而法拉第的童年卻是十分凄苦的。為了解決全家的溫飽，老法拉第帶著5歲的小法拉第遷到倫敦，希圖改變貧窮的命運，不幸的是上帝非但沒有給法拉第一家賜福，反而在小法拉第九歲那年奪取了老法拉第的生命。迫於生計，幼小的僅有九歲的邁克爾·法拉第不得不承擔起生活重擔，去一家文具店充當學徒。四年以後，13歲的法拉第又到書店學徒。起初負責送報，後來充當圖書裝訂工。真所謂「天欲將大任於斯人也，必先苦其心志，勞其筋骨，餓其體膚……」。貧窮是不幸的，童工的生涯其清苦可知。難能可貴的是小法拉第不安於貧窮，不安於清苦，奮志好學。14歲時他跟一位裝書兼賣書師傅當學徒，利用此機會博覽群書。他在二十歲時聽英國著名科學家漢弗利，戴維先生講課，對此產生了濃厚的興趣。他給戴維寫信，終於得到了為戴維當助手的工作。法拉第在幾年之內就做出了自己的重大發現。雖然他的數學基礎不好，但是作為一名實驗物理學家他是無與倫比的。
1810年法拉第連續聽了J·塔特姆所做的十幾次自然哲學講演並開始參加市哲學學會的學習活動，從中受到自然哲學的基礎教育。1812年2月到4月，21歲的法拉第有幸在皇家研究所聽了H·戴維的四次化學講演。這位大化學家淵博的知識立即吸引了年輕的法拉第。他熱忱地把戴維的每個科學觀點轉述給市哲學學會的同伴們。他精心整理聽課筆記並裝訂成一本精美的書冊，取名《H·戴維爵士演講錄》，並附上一封渴望做科學研究工作的信，於1812年聖誕節前夕一起寄給了戴維。法拉弟熱愛科學的激情感動了戴維，他所精心整理裝訂的「精美記錄冊」更使戴維深感欣慰.這時又正直他學徒期滿，於是戴維特推薦他於1813年3月進人皇家研究所當他的助手。同年10月跟隨戴維去歐洲大陸作科學考察旅行。這次旅行使法拉第上了一次「社會大學」，沿途他認真地記錄了戴維在各地講學的內容，學到了許多科學知識，而且結識了許多著名的科學家，如蓋·呂薩克和安培等。增長了見聞，開擴了眼界。到1815年5月回到皇家研究所，法拉第已能在戴維指導下做獨立的研究工作並取得了幾項化學研究成果。1816年法拉第發表了第一篇科學論文。從18I8年起他和J·斯托達特合作研究合金鋼，首創了金相分析方法。1820年他用取代反應製得六氯乙烷和四氯乙烯。1821年任皇家學院實驗室總監。1823見他發現了氯氣和其他氣體的液化方法。1824年1月他當選為皇家學會會員。1825年2月接替戴維任皇家研究所實驗室主任。同年發現苯。更主要的是他在電化學方面（對電流所產生的化學效應的研究）所做出的貢獻。經過多次精心試驗，法拉第總結了兩個電解定律，這兩個定律均以他的名字命名，構成了電化學的基礎。他將化學中的許多重要術語給予了通俗的名稱，如陽極、陰極、電極、離子等。
1821年法拉第完成了第一項重大的電發明。在這兩年之前，奧斯特已發現如果電路中有電流通過，它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。法拉第從中得到啟發，認為假如磁鐵固定，線圈就可能會運動。根據這種設想，他成功地發明了一種簡單的裝置。在裝置內，只要有電流通過線路，線路就會繞著一塊磁鐵不停地轉動。事實上法拉第發明的是第一台電動機，是第一台使用電流將物體運動的裝置。雖然裝置簡陋，但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先。這是一項重大的突破。只是它的實際用途還非常有限，因為當時除了用簡陋的電池以外別無其它方法發電。人們知道靜止的磁鐵不會使附近的線路內產生電流。1831法拉第發現第一塊磁鐵穿過一個閉合線路時，線路內就會有電流產生，這個效應叫電磁感應。一般認為法拉第的電磁感應定律是他的一項最偉大的貢獻。用兩個理由足以說明這項發現可以載入史冊。第一，法拉第定律對於從理論上認識電磁更為重要。第二，正如法拉第用他發明的第一台發電機（法拉第盤）所演示的那樣，電磁感應可以用來產生連續電流。雖然給城鎮和工廠供電的現代發電機比法拉第發明的電機要復雜得多，但是它們都是根據同樣的電磁感應的原理製成的。是法拉第把磁力線和電力線的重要概念引入物理學，通過強調不是磁鐵本身而是它們之間的「場」，為當代物理學中的許多進展開拓了道路，其中包括麥克斯韋方程。法拉第還發現如果有偏振光通過磁場，其偏振作用就會發生變化。這一發現具有特殊意義，首次表明了光與磁之間存在某種關系。法拉第的一生是偉大的，法拉第其人又是平凡的,他非常熱心科學普及工作,在他任皇家研究所實驗室主任後不久，即發起舉行星期五晚間討論會和聖誕節少年科學講座。他在100多次星期五晚間討論會上作過講演，在聖誕節少年科學講座上講演達十九年之久.他的科普講座深入淺出，並配以豐富的演示實驗，深受歡迎.法拉第還熱心公眾事業，長期為英國許多公私機構服務.他為人質朴、不善交際、不圖名利、喜歡幫助親友.為了專心從事科學研究，他放棄了一切有豐厚報酬的商業性工作.他在1857年謝絕了皇家學會擬選他為會長的提名，他甘願以平民的身份實現獻身科學的諾言，終身在皇家學院實驗室工作一輩子，當一個平凡的邁克爾·法拉第。
1867年8月25日，平民邁克爾·法拉第在書房安詳地離開了人世。一代科學巨星，在譜寫完他不平凡的人生，給人類留下無價的寶藏以後與世長辭。
1-2電磁感應的實驗
回顧法拉第的實驗，由磁生電這個實驗實際操作起來並不是很難，電磁感應現象可用下圖121的實驗來演示，圖中1是永久磁鐵，2是線圈，3是演示電流計。線圈通過電流計形成閉合迴路。當磁鐵插入線圈時，電流計指針偏轉；永久磁鐵在線圈不動時，指針不動；拔出磁鐵時，指針反向偏轉。這個實驗說明當穿過閉和線圈的磁通量變化時的確會出現感應電流。 用實驗方法研究產生感應電流的條件
實驗方法：磁場不動，導體向下運動；導體向左或向右運動

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教師研究歸納：閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時，電路中就有電流產生． 理解「導體做切割磁感線運動」的含義：切割磁感線的運動，就是導體運動速度的方向和磁感線方向不平行．導體不動，磁場動，會不會在電路中產生電流呢？我們可以接著做實驗。

實驗條形磁鐵插入、拔出螺線管． 注意：條形磁鐵插入、拔出時，彎曲的磁感線被切割，電路中有感應電流。 可以總結得到：無論是導體運動，還是磁場運動，只要導體和磁場之間發生切割磁感線的相對運動，閉合電路中就有電流產生． 閉合電路的一部分導體切割磁感線時，穿過電路的磁感線條數發生變化．如果導體和磁場不發生相對運動，而讓穿過閉合電路的磁場發生變化，會不會在電路中產生電流呢？

線圈電路接通、斷開。滑動變阻器滑動片左、右滑動．此時電流計指針發生偏轉，說明有感應電流產生。
在觀察實驗現象的基礎上，注意分析上述現象的物理過程：因為電流所激發的磁場的磁感應強度B總是正比於電流強度I，即B∝I．電路的閉合或斷開控制了電流從無到有或從有到無的變化；變阻器是通過改變電阻來改變電流的大小的，電流的變化必將引起閉合電路磁場的變化，穿過閉合電路的磁感線條數的變化——磁通量發生變化，閉合電路中產生電流．電路中S斷開、閉合，滑動變阻器滑動時，穿過閉合電路磁場變化情況： 不論是導體做切割磁感線的運動，還是磁場發生變化，實質上都是引起穿過閉合電路的磁通量發生變化．
1-3分析總結實驗
從上面的2-1實驗1實驗可以看出只要導線切割磁感線，閉合線圈中就會產生感應電流。這時再從實驗3來看一下導線並沒有明顯的切割磁感線但是線圈裡的磁通量發生了變化。此時再回頭看實驗1及實驗2我們可以分析磁通量發生變化的因素： 由 Φ=B· S sinθ可知：當①磁感應強度B發生變化；②線圈的面積S發生變化；③磁感應強度B與面積S之間的夾角θ發生變化．這三種情況都可以引起磁通量發生變化． 產生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發生變化．這里關鍵要注意「閉合」與「變化」兩詞．就是說在閉合電路中有磁通量穿過但不變化，即使磁場很強，磁通量很大，也不會產生感應電流．當然電路不閉合，電流也不可能產生．
可引導學生一起總結出 ： 1．不論用什麼方法，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有電流產生．這種利用磁場產生電流的現象叫電磁感應，產生的電流叫感應電流．
感應電流的產生條件．
（1）電路必須閉合；
（2）磁通量發生變化．
從以上的分析可以看出，上述實驗的選擇實驗的分析都具有典型的意義。對上述實驗的分析可看為研究性的學習的一些體現吧。
2我的教學建議
筆者從事了幾年高中教學，關於本節有一些粗淺的認識。理解和應用法拉第電磁感應定律，教學中應該使學生注意以下幾個問題。
2-1 要嚴格區分磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率這三個概念．關於這三者的區別我的做法是在做1-1-2實驗時，磁鐵放進線圈裡不動時，問同學們有無感應電流？此時磁通量最大卻無感應電流。否定了磁通量大感應電流大這一錯誤說法。接著我快速放進線圈裡和慢慢放進線圈裡，此時感應電流一個大一個小。分析如下：都是從外面同一個地點放進線圈裡，磁通量的變化是一樣的。又否定了磁通量的變化決定了感應電流的大小。從而分析得到磁通量的變化越快即變化率越大則感應電流越大。
2-2 總結得到求磁通量的變化量一般有三種情況：當迴路面積不變的時候，磁感應強度變化（如實驗2） ；當磁感應強度不變的時候，迴路面積變化時（如實驗1）； 當迴路面積和磁感應強度都不變，而他們的相對位置發生變化（如轉動）的時候，
2-3 E是一段時間內的平均電動勢，一般不等於初態和末態感應電動勢瞬時值的平均值，
2-4 注意課本中給出的法拉第電磁感應定律公式中的磁通量變化率取絕對值，感應電動勢也取絕對值，它表示的是感應電動勢的大小，不涉及方向．
2-5 公式 表示導體運動切割磁感線產生的感應電動勢的大小，是一個重要的公式．要使學生知道它是法拉第電磁感應定律的一個特殊形式，當導體做切割磁感線的運動時，使用比較方便．使用它計算時要注意B、L、v這三個量的方向必須是互相垂直的，遇到不垂直的情況，應取垂直分量．
建議在具體教學中，教師幫助學生形成知識系統，以便加深對已經學過的概念和原理的理解，有助於理解和掌握新學的概念和原理．在法拉第電磁感應定律的教學中，有以下幾個內容與前面的知識有聯系，希望教師在教學中加以注意。
由「恆定電流」知識知道，閉合電路中要維持持續電流，其中必有電動勢的存在；在電磁感應現象中，閉合電路中有感應電流也必然要存在對應的感應電動勢，由此引出確定感應電動勢的大小問題．
電磁感應現象中產生的感應電動勢，為人們研製新的電源提供了可能，當它作為電源向外供電的時候，我們應當把它與外電路做為一個閉合迴路來研究，這和直流電路沒有分別；
用能量守恆和轉化來研究問題是中學物理的一個重要的方法．化學電源中的電動勢表徵的是把化學能轉化為電能的本領，感應電動勢表徵的是把機械能轉化為電能的本領．

⑷ 實驗中發現電流表指針偏轉不明顯為了使指針偏轉明顯

（1）由圖知，磁感線方向在豎直方向，所以導體AB左右運動才會切割磁版感線，電路中才會有感應電流權；
（2）電流表指針偏轉不明顯，是電流太弱，可能是磁場弱或導體（或磁鐵）運動慢．
故答案為：（1）左右；（2）快速移動導體（或磁鐵）．

⑸ 下圖為探究「磁生電」的實驗裝置。（1）閉合開關，讓懸著的導體AB_______（選填「左右」、「上下」、「沿