Question

【題目】在19世紀20年代之前的漫長為歲月里，電和磁的研究基本都是獨立發(fā)展的。而在18世紀來期，有一些科學家開始思索不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，其中丹麥物理學家奧斯特指出“物理學將不再是關于運動、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，我們將把整個字宙納在一個體系中。”揭開了人們探究電、磁聯(lián)系的序幕！

經(jīng)過多年的實驗探究，奧斯特終于在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，震動了整個歐洲大陸科學界!當時歐洲很多科學家在奧斯特實驗的啟發(fā)下，紛紛研究“磁生電”。

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

請根據(jù)所學內(nèi)容判斷，實驗中是否能觀察到感應電流?如果可以，是在哪一過程中觀察到的?

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

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

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

請根據(jù)所學內(nèi)容判斷，下列實驗中是否出現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象？并用電磁感應現(xiàn)象的規(guī)律簡單解釋實驗現(xiàn)象。

①如圖所示，安培和德萊里弗將用一根線把一個銅環(huán)固定在導線上并懸掛起來，像一個扭稱一樣，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亨利在用實驗考察繞有不同長度導線的電磁鐵所產(chǎn)生的磁力大小時，發(fā)現(xiàn)當斷開與通電線圈相連的開關時，會在開關處產(chǎn)生強烈的電火花。如圖所示為根據(jù)亭利的論文還原的實驗儀器圖。

Answer 1

【答案】（1）兩種情況下都能發(fā)生電磁感應現(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)生了電磁感應現(xiàn)象；當條形磁鐵的磁極移向銅環(huán)時，穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，于是在銅環(huán)中產(chǎn)生感應電流，電流周圍產(chǎn)生磁場，與磁鐵相互作用而使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②中葉發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象；當斷開與通電線圈相連的開關時，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)生很強的自感電動勢阻礙電流的減小，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)生了電磁感應現(xiàn)象；當條形磁鐵的磁極移向銅環(huán)時，穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，于是在銅環(huán)中產(chǎn)生感應電流，電流周圍產(chǎn)生磁場，與磁鐵相互作用而使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②中葉發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象；當斷開與通電線圈相連的開關時，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)生很強的自感電動勢阻礙電流的減小，從而產(chǎn)生了電火花。