题目内容
【题目】在19世纪20年代之前的漫长为岁月里,电和磁的研究基本都是独立发展的。而在18世纪来期,有一些科学家开始思索不同自然现象之间的联系,其中丹麦物理学家奥斯特指出“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,我们将把整个字宙纳在一个体系中。”揭开了人们探究电、磁联系的序幕!
经过多年的实验探究,奥斯特终于在1820年发现了电流的磁效应,震动了整个欧洲大陆科学界!当时欧洲很多科学家在奥斯特实验的启发下,纷纷研究“磁生电”。
(1).法拉第就是其中的一个。他进行了多次的实验,但也并非每次实验都是一帆风顺,下面模拟了在1822年到1831年之间,法拉第进行的几次实验。
请根据所学内容判断,实验中是否能观察到感应电流?如果可以,是在哪一过程中观察到的?
①如图所示,将两个线圈绕在同一个铁环上,其中一个线圈通过一个开关接在电源上,另一个线圈接一个灵敏电流计,接通电路一段时间后,断开电路。
②如图所示,法拉第用一根线把一个铜环固定在到线上并悬挂起来,像一个扭称一样,把条形磁铁的磁极插入环内,等候一段时间后,再把磁极拔出来。
(2).除了法拉第外,同时代的其他科学家也对电磁现象做了有意义的探索.
请根据所学内容判断,下列实验中是否出现电磁感应现象?并用电磁感应现象的规律简单解释实验现象。
①如图所示,安培和德莱里弗将用一根线把一个铜环固定在导线上并悬挂起来,像一个扭称一样,把条形磁铁的磁极移向铜环发现扭称发生了偏转。
②亨利在用实验考察绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时,发现当断开与通电线圈相连的开关时,会在开关处产生强烈的电火花。如图所示为根据亭利的论文还原的实验仪器图。
【答案】(1)两种情况下都能发生电磁感应现象;其中①是在断开电源的瞬间;②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间;
(2)①中发生了电磁感应现象;当条形磁铁的磁极移向铜环时,穿过铜环的磁通量发生变化,于是在铜环中产生感应电流,电流周围产生磁场,与磁铁相互作用而使线圈发生偏转;②中叶发生了电磁感应现象;当断开与通电线圈相连的开关时,通过线圈的电流突然减小,则磁通量减小,于是在线圈中要产生很强的自感电动势阻碍电流的减小,从而产生了电火花。
【解析】
(1)两种情况下都能发生电磁感应现象;其中①是在断开电源的瞬间;②是在条形磁铁的磁极插入圆环的瞬间;
(2)①中发生了电磁感应现象;当条形磁铁的磁极移向铜环时,穿过铜环的磁通量发生变化,于是在铜环中产生感应电流,电流周围产生磁场,与磁铁相互作用而使线圈发生偏转;②中叶发生了电磁感应现象;当断开与通电线圈相连的开关时,通过线圈的电流突然减小,则磁通量减小,于是在线圈中要产生很强的自感电动势阻碍电流的减小,从而产生了电火花。