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奥斯特的电生磁与法拉第的磁生电现象的发现,是物理学发展史上的重要成就,它们进一步揭示了自然界电现象和磁现象之间的联系,促进了电磁理论的发展。下面为同学们解读二者的联系与区别。
一、从物理学史看二者的联系
1. 奥斯特发现电流的磁效应
奥斯特实验是揭示电与磁之间联系的开篇之作。1820年4月,奥斯特做实验时,偶然发现通电导线可以使它下方的小磁针转动,并于7月21日发表论文指出电流的周围存在着与电流方向有关的磁场——电流的磁效应,即电生磁。
2. 奥斯特实验对安培的影响
1820年9月11日,安培得知奥斯特实验的第二天就重复了奥斯特实验,并有了新发现,于9月18日发表论文提出了右手定则,即安培定则。
3. 奥斯特实验对法拉第的影响
奥斯特的发现使得法拉第坚信“既然电能生磁,磁也能生电”。经历近10年的研究,1831年8月29日,法拉第发现了电磁感应现象,即磁生电。
二、电生磁
三、磁生电
1. 电磁感应
2. 电磁感应的应用——发电机
四、电生磁与磁生电的对比区分
1. 两种电磁现象的对比
2. 两个方向的对比
四、典型辨析
例1 将小磁针放置在通电螺线管右侧,小磁针静止时,其N极的指向如图1所示。下列说法正确的是()。
A. 电流从导线的A端流入螺线管
B. 通电螺线管的左端为N极
C. 通电螺线管周围真实存在磁感线
D. 改变导线中电流方向,通电螺线管磁性强弱会改变
解析:已知小磁针的磁极,根据异名磁极相互吸引,可知螺线管左侧为N极,右侧为S极,由安培定则可知,电流是从B端流入螺线管的。磁感线的表示方法是模型法,并不真实存在。电磁铁磁性强弱的影响因素是电流大小和线圈匝数,与电流方向无关。故B正确。
答案:B
例2 小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制,其电路原理如图2所示,R1是定值电阻,R2是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合,光线变暗时,下列判断正确的是()。
A. 电流表示数减小,电磁铁的磁性减弱,开关S2闭合
B. 电流表示数减小,电磁铁的磁性增强,开关S2断开
C. 电流表示数增大,电磁铁的磁性增强,开关S2闭合
D. 电流表示数增大,电磁铁的磁性减弱,开关S2断开
解析:当开关S1闭合,光线变暗时,光敏电阻的电阻变大,控制电路中的总电阻变大,根据欧姆定律得出电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,对衔铁的吸引力减小,在右边弹簧的拉力作用下,动触点向下运动,开关S2闭合,路灯变亮。故A正确。
答案:A
例3 下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是()。
A B
C D
解析:A中線圈向右运动,运动方向与磁感线的方向平行,不能切割磁感线,不能产生感应电流;B中线圈向上运动,能切割磁感线,能产生感应电流;C和D中线圈不动,磁体向上或向下运动,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,能产生感应电流。故A正确。
答案:A
(作者单位:沈阳农业大学附属中学)
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