高二物理 法拉第的逆向思维和电磁感应定律

高二物理 法拉第的逆向思维和电磁感应定律

高二物理 法拉第的逆向思维和电磁感应定律 ‎ 英国物理学家法拉第来自于一个非常贫寒的家庭，他的父亲是一名铁匠。早在他十三岁的时候，他就因为家贫而辍学，为了维持生计，更为了将来能有一个养家糊口的手艺，法拉第到了一家订书坊当学徒，其间贫苦的生活和繁重的劳动并没有挫伤他学习的热情。他利用订书的余暇，以惊人的毅力阅读了大量的书籍和科学文献，还悄悄的买来瓶瓶罐罐在小阁楼上自己做科学实验。有一次，他设法挤进皇家学院听著名的科学家戴维演讲，学识渊博的戴维让他受到了极大的鼓舞。他挤出时间将戴维的四次演讲的记录稿精心整理下来，装订成册，并给戴维写了一封言辞恳切的信，信中他向戴维倾诉了自己渴望从事科学研究的心愿。此时早已是身名卓著的大科学家戴维没有轻看这位普通的钉书工人，而是被年轻人追求科学的热情所打动，于是推荐他进入皇家学院担任实验室助手。‎ 在皇家学院这样的科学殿堂里，法拉第如鱼得水。他的独有的科学才情也得到了充分的展示。短短的几年里，他不仅协助戴维做了许多有价值的科学实验，而且还自己独立发表了数十篇有价值的论文。当奥斯特发现通电铜导线能使附近的磁针转动的消息传到皇家学院后，为了弄清楚电和磁的关系，戴维带领助手做了一个实验，他们用通电的金属丝绕在一块软铁上，结果软铁果真表现出磁性来。实验结束后，别人都散开了，惟独法拉第又陷入了深深的思索：既然电流能产生磁，那么磁能不能产生电流呢？法拉第悄悄的下了决心，一定要解开这一难题。从此，他的脑海里深深的刻上了这样的字：由磁产生电！‎ 为了实现这一愿望，法拉第进行了一系列扎扎实实的实验。他又将磁铁放进铜线圈里，再将线圈两端连接在一个电流计上，可是电流计的指针并没有象他所期待的那样偏转起来；于是他又拿一根通电的导线靠近另一根不通电的导线，但也不见后一根导线上 产生。是磁铁太小磁场太弱了吗？是导线与磁铁的距离不对吗？他把磁铁换大，将导线摆来摆去，可是无论怎样总不见导体上产生电流。但是，一贯善于逆向思维的他以其特有的坚韧不拔精神，决心继续试验下去。‎ ‎1831年8月的一天，法拉第取来一根长‎61.9米的铜丝，耐心的绕成一个圆筒形的大线圈，又拿了一根长‎21.59cm、直径为‎19.05mm的圆柱形磁铁，再次做由磁生电的实验。他把铜丝线圈与电流计连接后，再把磁铁和铜丝圆筒的一端相连，结果电流计的指针依然纹丝不动。难道“由磁生电”是不现实的吗？不！换种方式再试试看。他干脆把整根铁棒都插入铜丝圆筒，突然，他发现电流计上的指针动了一下，他赶紧把磁铁抽出，那指针又动了一下，他连忙把磁棒插进又抽出，电流计上的指针不停的摆动，一种由磁感应的电流产生了！‎ 他带着成功后的喜悦分析了以前的哪些失败的实验，终于得出结论：在以前的实验中，磁铁与金属都是相对静止的，而这次实验时，磁铁和金属都是相对运动的。在这种思想的启示下，法拉第又拿来一块软铁，上面绕了两环金属线圈，第一环线圈与伏打电池相连，第二环线圈与电流计相连，当接通或切断第一环线圈中的电流时，也就是当线圈周围的磁场产生或者消失时，第二环线圈中也都有感应电流产生。‎ 此时，法拉第的思想有了一个飞跃：他把磁铁和通电导线周围的磁场称为“磁力线”（现在课本上称为“磁感线”），他认为这些磁感线被一根闭合导线切割时，导线上就会产生感应电流，并且电流强度与切割的速度成正比。‎ 他还想到，如果能使磁感线不断的被匀速切割，那不就可以产生稳定持续的的电流了吗？‎ 于是，经过两个月的奋战，世界上第一台感应发电机问世了！这台发电机源源不断的产生出了感应电流！虽然今天看来这台发电机未免也太简陋了，然而它却是当今各种复杂发电机的老祖宗！‎ 正是法拉第的发现，为现代电工学、电磁学奠定了一个坚实的基础！也使得我们人类社会的文明进程被大大的向前推进了一步！‎ 随后，法拉第有发现了电解定律（后来被人们称为法拉第电解定律），他还研究了磁致旋光效应（后来称为法拉第效应）和使气体液化的方法等领域的问题。‎ 在所有的发明发现之中，法拉第那勤于思考、善于思考的科学素质是他成功的唯一法宝。 ‎