Question

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

小磁針指向與導(dǎo)線方向垂直

．
1822年，英國青年學(xué)生法拉第，深深地為奧斯特的實(shí)驗(yàn)所吸引，他想到：既然電能讓磁體動(dòng)，磁能否讓通電導(dǎo)體動(dòng)呢？一次實(shí)驗(yàn)中，他在一個(gè)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(dāng)銅線接通電池后，軟木就漂動(dòng)了起來，這證明了他的設(shè)想，他進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)成果，為后人發(fā)明實(shí)用的電動(dòng)機(jī)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(dòng)起來，說明：

通電的導(dǎo)體（銅線）受到了磁場(chǎng)力的作用

．
1822年，法拉第又想到：電流可以產(chǎn)生磁；那么，反過來，磁能否產(chǎn)生電呢？他決心去探索“磁生電”的途徑．此后，他對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了長(zhǎng)期艱苦的探究．1831年的一天，他實(shí)驗(yàn)失敗后，正從線圈中收起一根磁鐵時(shí)，發(fā)現(xiàn)和線圈相連的電流計(jì)上的指針動(dòng)了一下．于是他抓住這一機(jī)會(huì)深究下去，終于發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流，磁確能轉(zhuǎn)變成電!據(jù)此，法拉第設(shè)計(jì)并制造出世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)．人類從此逐步進(jìn)入了電氣時(shí)代．
（3）發(fā)電機(jī)是將

機(jī)械

能轉(zhuǎn)化為

電

能的機(jī)器．
（4）在法拉第的實(shí)驗(yàn)中，磁鐵和閉合導(dǎo)線間相對(duì)靜止能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？

Answer 1

分析：①小磁針靜止不動(dòng)了，說明小磁針的北極所指的方向與通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的方向是一致．
②力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，軟木由靜止變?yōu)榱诉\(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，必然是受到了力的作用．
③閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中會(huì)有電流產(chǎn)生．

解答：解：①通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)的方向是與導(dǎo)線垂直的，所以在磁場(chǎng)力的作用下，小磁針會(huì)與通電導(dǎo)線的方向垂直．
②插有銅線的軟木運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，說明受到了磁體對(duì)它的力的作用，所以通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到了力的作用．
③收磁鐵時(shí)，磁鐵和導(dǎo)線之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能和重力勢(shì)能都發(fā)生了改變，電流計(jì)的指針動(dòng)了一下，說明產(chǎn)生了電流，所以是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
④從能的轉(zhuǎn)化的角度，產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以磁鐵和閉合導(dǎo)線間必須有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流．
故答案為：①小磁針指向與導(dǎo)線方向垂直；②通電的導(dǎo)體（銅線）受到了磁場(chǎng)力的作用；③機(jī)械，電；④不能．

點(diǎn)評(píng)：非常好得一道題目，從科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程入手，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的歷程，同時(shí)積極的思考，學(xué)以致用．