Question

人類為揭示電和磁的關系，經歷了漫長的歲月．1820年，丹麥哥本哈根大學的年輕教師奧斯特，一直在尋求電和磁間的聯系，一天在課堂上靈感突至，將一個小磁針放在一根直導線下方，再使導線接通電源，只見小磁針擺動了一個角度后穩定地停下來，從而證明了：通電導線周圍能產生與磁極相作用的磁場，基于這原理，人們制成了電磁鐵．
（1）通電后，若小磁針不動，則它的指向可能是

小磁針指向與導線方向垂直

．
1822年，英國青年學生法拉第，深深地為奧斯特的實驗所吸引，他想到：既然電能讓磁體動，磁能否讓通電導體動呢？一次實驗中，他在一個水銀盆中固定一根磁棒，棒邊漂著一塊插有一根銅線的軟木，當銅線接通電池后，軟木就漂動了起來，這證明了他的設想，他進一步的實驗成果，為后人發明實用的電動機提供了有利的佐證，指明了方向．
（2）軟木塊由靜止到開始漂動起來，說明：

通電的導體（銅線）受到了磁場力的作用

．
1822年，法拉第又想到：電流可以產生磁；那么，反過來，磁能否產生電呢？他決心去探索“磁生電”的途徑．此后，他對這個問題進行了長期艱苦的探究．1831年的一天，他實驗失敗后，正從線圈中收起一根磁鐵時，發現和線圈相連的電流計上的指針動了一下．于是他抓住這一機會深究下去，終于發現了感應電流，磁確能轉變成電!據此，法拉第設計并制造出世界上第一臺發電機．人類從此逐步進入了電氣時代．
（3）發電機是將

機械

能轉化為

電

能的機器．
（4）在法拉第的實驗中，磁鐵和閉合導線間相對靜止能否產生感應電流？

Answer 1

分析：①小磁針靜止不動了，說明小磁針的北極所指的方向與通電導線周圍磁場的方向是一致．
②力是改變物體運動狀態的原因，軟木由靜止變為了運動，運動狀態發生了改變，必然是受到了力的作用．
③閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線的運動時，在導體中會有電流產生．

解答：解：①通電導線周圍的磁場的方向是與導線垂直的，所以在磁場力的作用下，小磁針會與通電導線的方向垂直．
②插有銅線的軟木運動狀態發生了改變，說明受到了磁體對它的力的作用，所以通電導體在磁場中受到了力的作用．
③收磁鐵時，磁鐵和導線之間發生了相對運動，動能和重力勢能都發生了改變，電流計的指針動了一下，說明產生了電流，所以是機械能轉化為電能．
④從能的轉化的角度，產生感應電流時是機械能轉化為電能，所以磁鐵和閉合導線間必須有相對的運動時，才能產生感應電流．
故答案為：①小磁針指向與導線方向垂直；②通電的導體（銅線）受到了磁場力的作用；③機械，電；④不能．

點評：非常好得一道題目，從科學發現的過程入手，讓學生了解科學發展的歷程，同時積極的思考，學以致用．