教育部物理課程標準和物理教材主編郭文老師、黃書波老師
郭文老師:物理高級教師,內蒙古師范大學物理學院研究生導師,呼和浩特名師工作室主持人,呼和浩特“中國物理工作室”主持人,新城區名師工作室成員,呼和浩特實驗教育團物理教學與研究組組長。
一、人物介紹:邁克爾·法拉第
邁克爾·法拉第(1791-1867),英國著名物理學家、化學家。 他在化學、電化學、電磁學等領域做出了杰出貢獻。
法拉第主要從事電、磁、磁光、電化學等方面的研究,并在這些領域取得了一系列重大發現。 1820年奧斯特發現電流的磁效應后,法拉第于1821年提出“磁發電”的大膽設想,開始艱苦的探索。 1821 年 9 月,他發現通電的電線可以圍繞磁鐵旋轉,而磁鐵可以圍繞載流導體移動。 他首次實現了電磁運動向機械運動的轉換,從而建立了電動機的實驗室模型。 經過無數次失敗的實驗,電磁感應定律終于在1831年被發現。這一劃時代的偉大發現,使人類掌握了電磁運動相互轉換、機械能和電能相互轉換的方法,并成為科學的基礎。現代發電機、電動機和變壓器技術。 法拉第對科學探索的執著和對人類文明進步的樸素無私的奉獻,以及他杰出的科學貢獻,將永遠為后人所敬佩。 也為我們樹立了光輝的榜樣。
2、電磁感應現象
當閉合電路中導體的一部分在磁場中移動切割磁力線時,導體中就會產生電流。 這種現象稱為電磁感應。 在閉合電路中電磁感應產生的電流稱為感應電流。
1831 年 8 月法拉第電磁感應,法拉第在鐵環上纏繞了兩個線圈。 線圈A連接到直流電源,線圈B連接到電流表。 他發現,當線圈A的電路接通或斷開時,線圈B中就會產生瞬時電流。法拉第發現鐵環是不必要的。 把鐵環拿掉,再做一次實驗。 上述現象仍然出現,但線圈B中的電流變弱了。 為了深入研究電磁感應現象,法拉第進行了許多實驗。 1831 年 11 月 24 日,法拉第在向英國皇家學會提交的報告中將這種現象命名為“電磁感應”,并概述了五種感應電流:變化電流、變化磁場和運動。 恒定電流、移動磁鐵、在磁場中移動的導體。 法拉第之所以能夠取得這一杰出成就,與他關于各種自然力的統一和改造的思想密切相關。 正是這種對自然界各種現象之間普遍聯系的堅定信念,支撐了法拉第堅定不移地探索通過實驗證實磁向電的轉變。 這一發現進一步揭示了電與磁之間的內在聯系,為建立完整的電磁理論奠定了堅實的基礎。
3. 對人類的貢獻
電磁感應現象是電磁學最重要的發現之一。 它顯示了電現象和磁現象之間的相互聯系和轉化。 深入研究其本質揭示了電場與磁場之間的聯系。 它對麥克斯韋的電磁場理論影響很大。 其成立意義重大。 電磁感應現象廣泛應用于電氣技術、電子技術、電磁測量等領域。
利用電磁感應現象,人類制造了發電機法拉第電磁感應,將機械能轉化為電能。 由此,人類社會進入了電力和電氣化時代。