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欧姆定律和电磁关键词：欧姆定律 探究 电磁 应用欧姆定律的探索简述：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比,这就是欧姆定律，电学的基本实验定律。实验人：乔治�6�1西蒙�6�1欧姆(Georg Simon Ohm,1787～1854年)是德国物理学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。过程：欧姆第一阶段的实验是探讨电流产生的电磁力的衰减与导线长度的关系，其结果于1825年5月在他的第一篇科学论文中发表。在这个实验中，他碰到了测量电流强度的困难。在德国科学家施威格发明的检流计启发下，他把斯特关于电流磁效应的发现和库化扭秤方法巧妙地结合起来，设计了一个电流扭力秤，用它测量电流强度。欧姆从初步的实验中发出，电流的电磁力与导体的长度有关。其关系式与今天的欧姆定律表示式之间看不出有什么直接联系。欧姆在当时也没有把电势差（或电动势）、电流强度和电阻三个量联系起来。在欧姆之前，虽然还没有电阻的概念，但是已经有人对金属的电导率（传导率）进行研究。欧姆很努力，1825年7月，欧姆也用上述初步实验中所用的装置，研究了金属的相对电导率。他把各种金属制成直径相同的导线进行测量，确定了金、银、锌、黄铜、铁等金属的相对电导率。虽然这个实验较为粗糙，而且有不少错误，但欧姆想到，在整条导线中电流不变的事实表明电流强度可以作为电路的一个重要基本量，他决定在下一次实验中把它当作一个主要观测量来研究。在以前的实验中，欧姆使用的电池组是伏打电堆，这种电堆的电动势不稳定，使他大为头痛。后来经人建议，改用铋铜温差电偶作电源，从而保证了电源电动势的稳定。 1826年，欧姆用上面图中的实验装置导出了他的定律。在木质座架上装有电流扭力秤，DD'是扭力秤的玻璃罩，CC'是刻度盘，s是观察用的放大镜，m和m'为水银杯，abb'a'为铋框架，铋、铜框架的一条腿相互接触，这样就组成了温差电偶。Ａ、Ｂ是两个用来产生温差的锡容器。实验时把待研究的导体插在m和m'两个盛水银的杯子中，m和m'成了温差电池的两个极。欧姆准备了截面相同但长度不同的导体，依次将各个导体接入电路进行实验，观测扭力拖拉磁针偏转角的大小，然后改变条件反复操作，根据实验数据归纳成下关系：x=q/(b+l)式中x表示流过导线的电流的大小，它与电流强度成正比，Ａ和Ｂ为电路的两个参数，Ｌ表示实验导线的长度。1826年4月欧姆发表论文，把欧姆定律改写为：x=ksa/ls为导线的横截面积，K表示电导率，A为导线两端的电势差，L为导线的长度，X表示通过L的电流强度。如果用电阻l'=l/ks代入上式，就得到X=a/I'这就是欧姆定律的定量表达式，即电路中的电流强度和电势差成正比而与电阻成反比。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。电阻的单位欧姆简称欧。１欧定义为：当导体两端电势差为１伏特，通过的电流是1安培时，它的电阻为1欧。一个导体的电阻R不仅取决于导体的性质，它还与工作点的温度有关。对于有些金属、合金和化合物，当温度降到某一临界温度T°C时，电阻率会突然减小到无法测量，这就是超导电现象。导体的电阻与温度有关。一般来说，金属导体的电阻会随温度升高而增大，如电灯泡中钨丝的电阻。半导体的电阻与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值即会减小很多。通过实验可以找出电阻与温度变化之间的关系，利用电阻的这一特性，可以制造电阻温度计（通常称为“热敏电阻温度计”）。公式及其推到公式： I=U/R其中I、U、R——三个量是属于同一部分电路中同一时刻的电流强度、电压和电阻。 由欧姆定律所推公式:串联电路： I总=I1=I2(串联电路中，各处电流相等)U总=U1+U2（串联电路中，总电压等于各处电压的总和）R总＝R1+R2+......+RnU1：U2=R1：R2并联电路： I总=I1+I2（并联电路中，干路电流等于各支路电流的和）U总=U1=U2 （并联电路中，各处电压相等）1/R总=1/R1+1/R2I1：I2=R2：R1 R总=R1�6�1R2\（R1+R2）R总=R1�6�1R2�6�1R3：R1�6�1R2+R2�6�1R3+R1�6�1R3 即1/R总=1/R1+1/R2+……+1/RnＩ＝Ｑ／T电流＝电荷量／时间 (单位均为国际单位制）也就是说：电流＝电压/ 电阻或者 电压＝电阻×电流『只能用于计算电压、电阻，并不代表电阻和电压或电流有变化关系』欧姆定律通常只适用于线性电阻，如金属、电解液（酸、碱、盐的水溶液）。欧姆电磁发现：１８２２年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。１８２３年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的Ｕ型铁棒上绕了１８圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在Ｕ型铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场，这样就使Ｕ型铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能大放多倍，它能吸起比它重２０倍的铁块，而当电源切断后，Ｕ型铁棒就什么铁块也吸不住，重新成为一根普通的铁棒。１８２９年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了１８３１年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起１吨重的铁块。电磁铁的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。电磁铁磁场方向的判断：电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，也叫右手螺旋定则。 (1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向 (2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极磁场和电磁场：磁场：电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或变化电场产生的。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，磁场对电流、对磁体的作用力或力矩皆源于此。电磁场：有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。随时间变化的电场产生磁场 ， 随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。应用：电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用。 电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。欧姆定律与电磁总结：生活中人们通过控制电阻来控制电流的大小，从而使用电器符合人们的使用，如变速电动机，可调试亮暗的台灯，另外，人们也利用欧姆定律得出的结论来控制电磁场的大小，从而使人们的生活更便捷。

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中国何时才能诞生诺贝尔奖？每年的10月初是诺贝尔奖颁布的日子，我们的诺贝尔奖情结便要发作一次。这似乎成了中国人每年都必谈论不休的话题，不管是华人得奖也好，不受政府待见的中国人得奖也好，从来没有一个真正得到承认的具有中国国籍的合法公民得过诺贝尔奖。中国何时才有本土的诺贝尔奖，这也成了各大媒体以及学者谈论的话题。华人得奖确实令国人心有一丝安慰，但这仅限于心理上和情感上。撇开公正性遭到质疑的和平奖与经济学奖，单从自然科学类的奖项来说，似乎没有一个获诺贝尔奖的华人是从中国本土的研究机构走出来的。正如高锟教授和其它诺贝尔奖得主一样，他们的大学教育及研究生涯以及成名的研究机构几乎无一例外都在外国。高锟教授研究光纤是在英国，后来长时间在美国工作。他们的成就其实跟中国的关系不大。研究成绩也跟中国的学术及科研环境无关。这些或多或少折射出了中国科研环境的某些弊端。 在我看来，这种弊端便是缺乏独立精神。大学作为培养知识分子的摇篮，最重要的便是她的独立精神。陈寅恪在给国学大师王国维撰写的纪念碑铭文里说：“先生之著述，或有时而不章。先生之学说，或有时而可商。惟此独立之精神，自由之思想，历千万祀，与天壤而同久，共三光而永光。”其中“独立之精神，自由之思想”是研究学术最主要的条件，是科学、学术繁荣最基本、也是最重要的前提。 而独立精神，体现在学术研究，有两个方面，其一，科研工作者个人的独立思考。必须要有独立研究的能力，而不能老是依附于你的老师，或者你所在的研究院，必须要看你自己能不能做，这个是最重要的。不然的话老跟着别人做，永远无法养成独立自主的创新能力。中国传统的儒家思想强调集体意识，但却抹杀了个人的独立意识和自由意志。它的影响主要表现为常常自觉或不自觉地追求现成结论或知识成品，表现出一元化的价值取向，自然不可能创新东西。我们从学校养成的思维模式，就是去所谓的总结经验、揣摩方向，最终被潜移默化成了应试思维、投机模式。这对我们的研究工作百害而无一利。 其二，学术研究与行政机关的独立。就现实而言，高校存在两个运作系统，一个是行政体系，一个是学术体系。减少行政权力干预，一个有效的办法是减少行政领导在学术组织的任职。因为行政权力对学术权力具有极强的渗透性，行政领导担任学术委员不仅加重学术权力对行政权力的依附，也会让教师热衷于行政而无心于科研和教学。搞科研的不参与政治，不受政治左右，不玩弄权术，也不被权术玩弄，纯粹的只是好奇和探索，格物和致知。自然科学最需要的是格物致知以及独立思维，脑中太多繁杂的不相关的东西会极大影响研究，而被各种外在的力量左右和控制，是无法进行纯粹的科学研究的。 个人的独立思维固然重要，可是在整体的大环境下无法形成独立研究的风气也是枉然。因此，在面对诺贝尔奖的问题上，国内学术研究与行政机关的独立显得更为重要。匈牙利籍学者米歇尔博拉尼曾经指出，“独创性是科学家的主要德性”，这一点人所共知。这意味着，一个国家要想其科学家取得创造性成就，就得创造一种制度环境，让科学家们能独立地、自由地思考、研究。但同时，“科学又具有最紧密结合的职业传统”，因而需要保持学说的连续性，保持团体内部的协作。为此，科学家们要形成一个科学共同体，个人置身于其内进行创新。当然，这个共同体必须完全按照科学、学术自身的逻辑组织，是一个自治的团体。 反观中国大学，学术腐败蔚然成风。在大学里专心做学术的筹不到经费，不会学术会专营取巧，会剽窃挪用的人反而可以窃居高位。而且又喜欢派系林立，党同伐异，恨不得踩死不同意见的人。学术造假的，学术剽窃的，论文瞎搞胡闹的，答辩如同过家家的。这样的环境，科学家们根本无法独立地、自由地思考和研究，更别提形成一个独立的科学共同体了。 对经费的追求代替对学问的追求，对博导的追求代替了对博学的追求，对权术的探险取代了学术的探险。当教育以培养接班人为目的并为之设置无休止的课程时，当学术期刊的价值大小是按照该期刊所属的行政级别来决定的时候，当研究课题指南是掌握权力的人来制订并受理项目申请的时候，当每个研究人员被强制研究自己不感兴趣的题目的时候，诺贝尔奖的苗子就被连根拔断了。 行政干涉学术所带来的后果，我们是有过沉重教训的。其中最典型的，当数我国在二十世纪五六十年代对现代遗传学中的摩尔根学派，即基因遗传学的大批判。这次批判的结果，使本来可以先于世界的我国现代生物遗传学裹足不前，甚至停止倒退，说来令人痛心。据不完全统计，建国以来在“左”的错误路线指导下，我国学术界先后进行过五次反“伪科学”活动，后来的实践证明，这些批判活动都是错误的。错误的批判不仅推迟了我国科学技术在某些领域的发展进程，而且还使本属我们长期的针刺麻醉机理研究落后于他国，使即将到手的诺贝尔奖与我们失之交臂。 再看同是亚洲的日本。出过多次诺贝尔奖的日本京都大学和名古屋大学的研究风气有共同特点，就是自由、平等、独立、开放式思考讨论和使用科研仪器设备，不束缚学生的思维。为体现平等、避免研究人员受到不必要的束缚，有日本学者规定，在研究室内不称呼每个人的职称和头衔。日本科学家科研经费充足，不受政府与社会的诸如考核、评价、聘任制等各种干扰，可以长期潜心从事研究。另外重视长线、基础研究的科研评价体制和科学精神，也是日本多次获得诺贝尔自然科学奖的重要原因。 美国耶鲁大学的独立精神举世闻名。越战期间，美国政府曾下令凡是以道德或宗教理由反战者均不准领取奖学金，当时包括哈佛以及普林斯顿等诸多名校都遵照政府的指示办事，唯独耶鲁大学仍坚守学术独立的一贯作风，继续以申请者的成绩为考虑奖学金的唯一准则。为此，耶鲁大学失去了来自政府的一大笔基金，经济上几乎陷入困境。时任耶鲁校长的金曼·布鲁斯特有句话意味深长。他说：“最终一般社会上的人士将会了解：只有学校在拥有全部的自治权利，每个教师及学者皆有研究自由的条件下，整个社会才有完全的自由和平等。而这也正是耶鲁的真正精神所在。”中国的大学原来也是有这些自由独立的传统的，蔡元培先生的“思想自由，兼容并包”、梅贻琦先生的教授治校思想都是这种传统的体现，他们以后的校长都知道这种传统对大学的重要性，也都知道珍惜。可是在一夜之间，这些美好的传统忽然就被背弃了。想起来，真让人无限唏嘘。 早在50年代就获得诺贝尔奖的杨振宁教授曾经预言中国在20年内可以在本土产生诺贝尔奖。如果成事确实是中国人的骄傲。不过另一位耶鲁大学校长施密德特的一番话却让人对中国的学术情景感到担忧。他批评道，“中国大学缺乏解放人的个性，培养人的独立精神的特点，中国教育机构，计划学术更把教研者当鞋匠，难怪他们自诩为园丁，我们尊重名副其实的园丁，却鄙视一个没有自由思想独立精神的教师”。这番言辞激烈的话对中国学术界无疑是泼一盆冷水。如果这种情况得不到改善的话，中国又怎么能够产生土生土长的诺贝尔奖获得者呢。 所以说，中国不缺诺贝尔式人才，缺的是诺贝尔式环境。中国大学的科研环境使科研工作者无法独立思考研究，没有独立思维，就没有创新，所有的研究也只是照书做实验。具备独立思考和民主科学的自由人格的人是难能可贵的，他们是推动社会向前发展的力量源泉和精神支柱。然而这里需要的是一种独立精神，而这是长期受压抑的民族所缺少的。我们现在要弘扬民族精神，最重要的就是树立一种自信、自立、自主的独立精神：一切从自己的实际出发，做自己该做的实事。不为得奖而研究，不为名利而研究，学术研究不与政治体制挂钩，学术研究保持独立性，自主性，科研工作者具有独立意识，不受外界环境干扰，这才是问题的重点所在。 9月3日，华中科技大学2010年本科新生入学报到。该校拟清退307名硕士生和博士生的消息，震动了初入大学的新生。清退人员里官员、商人、功勋运动员赫然在列。近年来，大学教育媚高官、媚富商、媚虚名现象层出不穷，原本追求真理的象牙塔，变身为权力与文凭交换的名利场，学术独立精神沦丧，已广为有识之士所诟病。我校能以决绝的勇气和信念捍卫大学之道，高扬学术独立精神，斩断与钱权名利的共生脐带，是高校去行政化，实现学术独立的一面旗帜。然而要真正实现探索真理、学术创新的崇高理念，还有很长的路要走。 一个拥有重视长线、基础研究的科研评价体制和科学精神的政府，一个从根本制度上最大限度容忍自由与独立思考、鼓励创新精神和向各种假设提出挑战的国度，离诺贝尔奖就为期不远了。