Question

【題目】在19世紀(jì)20年代之前的漫長為歲月里，電和磁的研究基本都是獨(dú)立發(fā)展的。而在18世紀(jì)來期，有一些科學(xué)家開始思索不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，其中丹麥物理學(xué)家奧斯特指出“物理學(xué)將不再是關(guān)于運(yùn)動(dòng)、熱、空氣、光、電磁以及我們所知道的各種其他現(xiàn)象的零散的羅列，我們將把整個(gè)字宙納在一個(gè)體系中。”揭開了人們探究電、磁聯(lián)系的序幕！

經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)探究，奧斯特終于在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，震動(dòng)了整個(gè)歐洲大陸科學(xué)界!當(dāng)時(shí)歐洲很多科學(xué)家在奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，紛紛研究“磁生電”。

(1).法拉第就是其中的一個(gè)。他進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)，但也并非每次實(shí)驗(yàn)都是一帆風(fēng)順，下面模擬了在1822年到1831年之間，法拉第進(jìn)行的幾次實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容判斷，實(shí)驗(yàn)中是否能觀察到感應(yīng)電流?如果可以，是在哪一過程中觀察到的?

①如圖所示，將兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上，其中一個(gè)線圈通過一個(gè)開關(guān)接在電源上，另一個(gè)線圈接一個(gè)靈敏電流計(jì)，接通電路一段時(shí)間后，斷開電路。

②如圖所示，法拉第用一根線把一個(gè)銅環(huán)固定在到線上并懸掛起來，像一個(gè)扭稱一樣，把條形磁鐵的磁極插入環(huán)內(nèi)，等候一段時(shí)間后，再把磁極拔出來。

(2).除了法拉第外，同時(shí)代的其他科學(xué)家也對(duì)電磁現(xiàn)象做了有意義的探索.

請(qǐng)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容判斷，下列實(shí)驗(yàn)中是否出現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象？并用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律簡(jiǎn)單解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

①如圖所示，安培和德萊里弗將用一根線把一個(gè)銅環(huán)固定在導(dǎo)線上并懸掛起來，像一個(gè)扭稱一樣，把條形磁鐵的磁極移向銅環(huán)發(fā)現(xiàn)扭稱發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

②亨利在用實(shí)驗(yàn)考察繞有不同長度導(dǎo)線的電磁鐵所產(chǎn)生的磁力大小時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)斷開與通電線圈相連的開關(guān)時(shí)，會(huì)在開關(guān)處產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花。如圖所示為根據(jù)亭利的論文還原的實(shí)驗(yàn)儀器圖。

Answer 1

【答案】（1）兩種情況下都能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；其中①是在斷開電源的瞬間；②是在條形磁鐵的磁極插入圓環(huán)的瞬間；

（2）①中發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；當(dāng)條形磁鐵的磁極移向銅環(huán)時(shí)，穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，于是在銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，與磁鐵相互作用而使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②中葉發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；當(dāng)斷開與通電線圈相連的開關(guān)時(shí)，通過線圈的電流突然減小，則磁通量減小，于是在線圈中要產(chǎn)生很強(qiáng)的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，從而產(chǎn)生了電火花。

【解析】

（1）兩種情況下都能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；其中①是在斷開電源的瞬間；②是在條形磁鐵的磁極插入圓環(huán)的瞬間；

（2）①中發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；當(dāng)條形磁鐵的磁極移向銅環(huán)時(shí)，穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，于是在銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，與磁鐵相互作用而使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②中葉發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象；當(dāng)斷開與通電線圈相連的開關(guān)時(shí)，通過線圈的電流突然減小，則磁通量減小，于是在線圈中要產(chǎn)生很強(qiáng)的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，從而產(chǎn)生了電火花。