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    電磁感應的案例精選(五篇)

    發(fā)布時間:2023-10-22 10:30:28

    序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇電磁感應的案例,期待它們能激發(fā)您的靈感。

    電磁感應的案例

    篇1

    【關鍵詞】電磁感應 綜合問題 觀點 效用

    電磁學是高中物理課程教學中的重點和難點,電磁感應與力學綜合題是每年高考必考試題之一,這類試題多數(shù)以壓軸題的形式出現(xiàn),對學生的邏輯思維能力要求較高,給不少學生帶來了麻煩;筆者從自身的教學實踐出發(fā),借助于幾道典型的案例分析,從三個角度重點闡述處理這類問題的具體方式與手段,希望能給讀者帶來一定的幫助。

    一、根據(jù)“力學的觀點”處理電磁感應與力學綜合試題

    只要涉及到速度、加速度、運動狀態(tài)的判斷等情況,應當牢牢樹立“瞬時”的意識,分析清楚受力情況,進行清晰的受力分析,并通過牛頓第二定律和運動學公式列出方程求解。并且在這個過程中要特別注意無具體數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的多解情況。

    例1:如圖1所示,導體棒 可在豎直平面內足夠長的金屬導軌上無摩擦的滑動,導軌間距 ,導體棒 的電阻為 ,質量 ,勻強磁場垂直于紙面向內且 ,當導體棒自由下落 時,立即接通電鍵 ,試求:(1)分析電鍵接通后 棒運動情況;(2)最終 棒勻速下落的速度為多少?

    解析:(1)電鍵 閉合的瞬間 速度 則 大于重力 則 即 向下做加速度不斷減小的加速運動,直至安培力等于重力時變成勻速直線運動。(2)勻速運動時: 即

    點評:本題主要考查力與運動相關知識和規(guī)律,解題的關鍵在于利用牛頓第二定律分析導體棒 運動特點,抓住瞬時速度和加速度發(fā)分析,值得注意的是導體棒切割磁感線構成回路時棒存在一定的初速度,必須要先判斷安培力與重力的關系,才能確定運動的特征。

    二、根據(jù)“能量的觀點”處理電磁感應與力學綜合試題

    能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律之一,在電磁感應與力學綜合試題中應該充分認識到:“摩擦力做功,有內能升高;重力做功,可能有機械能參與轉化;安培力做功就實現(xiàn)電能與它形式的能轉化”,利用能量守恒定律進行處理綜合試題是可取的辦法之一。

    例2:如圖2-甲所示,放置在光滑絕緣水平面上的正方形金屬線框邊長 ,質量 ,整個裝置放在方向豎直向下,磁感應強度為 的勻強磁場中,線框的一邊與磁場邊界 重合,線框在水平力作用下由靜止開始向左運動,經(jīng)過 線框被拉出磁場,線框中電流與時間的變化圖像如圖2-乙所示,在此過程中:(1)通過線框導線截面的電量和線框的電阻;(2)水平力 隨時間變化的表達式;(3)若在線框被拉出的 過程中水平力 做功為 ,則在此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

    解析:(1)由 圖像可得在 內通過線框導線截面的電量為圖線與 軸圍成的面積, ;由于 則 ;(2)感應電流 即 ,由 圖像可知 則 ,根據(jù)牛頓第二定律得到: 即 ( );(3)線框從磁場中拉出的瞬時速度 ;根據(jù)能的轉化和守恒定律,線框中產(chǎn)生的焦耳熱

    點評:本題涉及牛頓運動定律、電磁感應、運動學規(guī)律、能量守恒、圖像知識等方面的考查,綜合性比較高,題目中加速度恒定是本題的明顯特征之一,對學生利用所學知識處理實際問題的能力要求較高,提醒一線教師在平時的教學中應該注意培養(yǎng)學生的綜合素質能力。

    三、根據(jù)“動量的觀點” 處理電磁感應與力學綜合試題

    例3:如圖3所示,質量為 的金屬桿放置于導軌間距為 的光滑的平行導軌上,導軌左端連接的電阻阻值為 ,其他電阻不計,磁感應強度為 的勻強磁場垂直于導軌平面,現(xiàn)給金屬桿一個水平向右的初速度 ,然后任其運動,導軌足夠長,試求:(1)電阻 上產(chǎn)生的最大熱量;(2)金屬桿在導軌上向右移動的最大距離是多少?

    解析:(1)金屬桿在安培力的作用下,最后處于靜止狀態(tài)。由能量守恒得電阻 上產(chǎn)生的最大熱量為: ;(2)金屬桿運動至最大距離的過程中通過導體棒截面的電量 ,對棒運用動量定理可得: 即 則

    點評:本題主要考查能量守恒、動量定理等知識和規(guī)律,解題關鍵之處是確定通過金屬棒的電量,從兩個方面求出電量,建立等量關系進行求解,要求學生平時注重物理規(guī)律的理解和應用。

    總而言之,高中物理電磁感應與力學綜合問題是高中物理的難點,對于物理問題的處理,以上三種觀點的處理方式并不是孤立的,在處理實際問題的時候,常常會綜合、靈活的運用它們,從而獲取最佳的解題方案,作為一線的高中物理教師在平時的教學中,應該多角度引導學生理解處理問題的有效方法與規(guī)律,進而促進課堂教學效率的提升。

    【參考文獻】

    篇2

    摘 要:在綜合復習電磁感應章節(jié)時,很多同學都提出不會處理雙桿切割問題,其涉及到知識點多、問題類型多樣。為此,筆者以本文和大家共同探討雙桿切割問題,希望能給同學們些許幫助。

    關鍵詞:雙桿切割;電磁感應;安培力;合外力

    中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)28-160-02

    導體棒切割模型是電磁感應的重點,是高考題的常客,我們必須熟練應用,本文將就雙桿切割問題的基本知識和遵循的基本規(guī)律,介紹解題的基本方法和基本思路,歸納常見的題型及主要關系,培養(yǎng)解決電磁感應中的切割類問題的能力。

    電磁感應中的切割類問題是電磁感應的基本問題,可以從四個常規(guī)角度:1、研究對象的選取:可分為三種類型,即單桿切割類、偽雙桿切割和雙桿切割類模型。其中單桿切割是基礎模型。而偽雙桿切割問題卻是考察的重點,要求較高。偽即不是,很多類似問題中有雙桿存在,但是真正切割的只為其一,而另一個往往是靜止狀態(tài),可是很多同學分析這類問題時,隨即采用右手定則,殊不知這是可怕的誤區(qū)。雙桿切割是難點,在近幾年高考中有所降溫,但能更好的詮釋電磁感應的本質。2、電磁學中的基本規(guī)律,法拉第電磁感應定律、楞次定律,而安培定則Ⅰ(對應直線電流)、安培定則Ⅱ(對應環(huán)線電流)、左手定則、右手定則的循環(huán)使用要求很高,本文中將逐題逐步說明其方法和技巧。這些規(guī)律對應的重點問題有:感應電流方向的判斷、安培力方向的判斷。3、電路的基本規(guī)律,如閉合電路歐姆定律,串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻、功率關系等。此規(guī)律對應的重點問題是:等效電路圖的得出、路端電壓的求解。4、力學規(guī)律,如運動學公式、牛頓運動定律、功能關系、動能定理、動量定理、動量守恒定律和能量守恒定律。此規(guī)律對應的重點問題有:正確的受力分析、牛頓第二定律理解、動能定理的應用。鑒于難點的突破,筆者將從以下雙桿案例加以分析:

    一、偽雙桿切割(筆者的“偽”字,是為了強調,即不是雙桿切割,此類問題會導致學生犯錯,尤其是左、右手定則的混淆。此題的導入希望會幫助學生區(qū)分)

    二、雙桿切割

    2、水平面雙桿模型:如圖2所示,兩足夠長平行金屬導軌固定在水平面上,勻強磁場方向垂直導軌平面向下,金屬棒ab、cd與導軌構成閉合回路且都可沿導軌無摩擦滑動,兩金屬棒ab、cd的質量之比為2∶1.用一沿導軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過足夠長時間以后( )

    A.金屬棒ab、cd都做勻速運動

    B.金屬棒ab上的電流方向是由b向a

    C.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3

    D.兩金屬棒間距離保持不變

    解析:對兩金屬棒ab、cd進行受力和運動分析可知,兩金屬棒最終將做加速度相同的勻加速直線運動,且金屬棒 速度小于金屬棒cd速度,所以兩金屬棒間距離是變大的,由楞次定律判斷金屬棒ab上的電流方向是由b到a,A、D錯誤,B正確;以兩金屬棒整體為研究對象有:F=3ma,隔離金屬棒cd分析F-F安=ma,可求得金屬棒cd所受安培力的大小,C正確;因此答案選B、C。

    3.豎直面雙桿模型:如圖3所示,兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計.兩質量、長度均相同的導體棒c、d,置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處.磁場寬為3h,方向與導軌平面垂直.先由靜止釋放c,c剛進入磁場即勻速運動,此時再由靜止釋放d,兩導體棒與導軌始終保持良好接觸.用ac表示c的加速度,Ekd表示d的動能,xc、xd分別表示c、d相對釋放點的位移。下列圖中正確的是( )

    關于雙桿切割,屬于電磁感應中較復雜問題,筆者在此歸納了以下常見模型,以供讀者參考。

    類型一:初速度不為零,不受其它水平外力的作用

    篇3

    關鍵詞:750千伏架空輸電線路;感應電壓;感應電流;預防措施

    中圖分類號:TM621文獻標識碼: A

    隨著750kV輸電線路的迅速發(fā)展,超高壓線路走廊不斷擁擠,線路的同塔架設、并行架設、交叉跨越不斷增多。由于停電線路的空載導線形成一個巨大的電容器,處于工頻交變強電磁場中,會耦合產(chǎn)生感應電壓,對作業(yè)人員的安全造成較大的威脅。近年來,多處地方都出現(xiàn)過感應電傷人的事件。由于人們對感應電的認識普遍不足,認為感應電壓雖高,碰到感應電只會有麻手的感覺,不會危及人的生命。實際上,通過觸電傷人的諸多事件告訴我們,這是十分危險的,需要引起高度的重視,我們必須通過認真分析研究感應電的產(chǎn)生機理,抓住感應電的本質,方能采取切實可行的防范措施。

    1.電磁感應現(xiàn)象

    (1)電磁感應現(xiàn)象:閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動,電路中產(chǎn)生感應電流。

    (2)感應電流:在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流。

    (3)產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件:

    ①兩種不同表述

    a.閉合電路中的一部分導體與磁場發(fā)生相對運動

    b.穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化

    ②兩種表述的比較和統(tǒng)一

    a.兩種情況產(chǎn)生感應電流的根本原因不同

    閉合電路中的一部分導體與磁場發(fā)生相對運動時,是導體中的自由電子隨導體一起運動,受到的洛倫茲力的一個分力使自由電子發(fā)生定向移動形成電流,這種情況產(chǎn)生的電流有時稱為動生電流。

    穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化時,根據(jù)電磁場理論,變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,電場使導體中的自由電子定向移動形成電流,這種情況產(chǎn)生的電流稱為感應電流或感生電流。

    b.兩種表述的統(tǒng)一

    兩種表述可統(tǒng)一為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。

    ③產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件

    不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。

    條件:a.閉合電路;b.一部分導體 ; c.做切割磁感線運動。

    2.超高壓輸電線路感應電

    現(xiàn)階段,電力系統(tǒng)供電是一種單相不對稱的供電系統(tǒng)。其在供電時,高壓輸電線路會在鄰近空間產(chǎn)生高壓電場,同時,交流電流又會在環(huán)繞其周圍的空間產(chǎn)生很強的未被平衡的交變磁場。因此,處在超高壓輸電線路下方的線路或長形導體會產(chǎn)生靜電感應和電磁感應現(xiàn)象。由于電容耦合,帶電導體在該物體上會感應出電壓(對地),迫使導體處于一個懸浮電位,該電壓稱為感應電壓。感應電包括電磁感應而產(chǎn)生的感應電壓和感應電流。如果產(chǎn)生感應電的輸電線路不接地,則只有感應電壓存在;一旦線路接地,將產(chǎn)生入地的感應電流。運行中的輸電線路對附近線路的感應電一般來自兩方面:一是電磁感應,它與互感有關;二是靜電感應,它與電容有關。

    2.1 靜電感應電壓

    電容耦合,又稱電場耦合或靜電耦合,是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。超高壓輸電線路和下方導體與大地之間存在耦合電容,當超高壓輸電線路有高壓交流電壓時,將在鄰近空間產(chǎn)生高壓電場,從而使空間各點具備一定的電位。處于電場中的停電線路或者長金屬導體,由于電容效應產(chǎn)生靜電耦合,出現(xiàn)靜電感應電壓。若系統(tǒng)三相對稱,且運行線路對停電檢修線路或導體的三相分布電容平衡,則三相感應電壓的矢量和為零。實際系統(tǒng)中,由于運行線路三相導線對檢修線路的距離不相等,三相分布電容不可能完全平衡,三相感應電壓的矢量和不為零,線路上即出現(xiàn)靜電感應電壓。

    2.2 電磁感應電壓

    電磁感應耦合:又稱磁場耦合,是由于內部或外部空間電磁場感應的一種耦合方式。超高壓輸電線路中的交流電流在其周圍空間會產(chǎn)生未被平衡的交變磁場。根據(jù)電磁感應原理,其電流產(chǎn)生的磁力線切割相鄰的電力貫通線時,將產(chǎn)生縱向感應電動勢。由于電磁耦合三相互感不平衡,在停電線路上感應的對地零序電壓,即為電磁感應電壓。因三相距離不相等,則互感各不相同,運行線路的磁場在檢修線路上感應的電動勢也不相等,相加所得電壓的矢量和即為檢修線路或長導體的電磁感應電壓。

    3.感應電的危害

    3.1案例

    2011年7月18日,750千伏吐哈一線停電檢修,并行750千伏吐哈二線帶電運行。在封掛好線路兩側固定接地線后,工作班成員梁某、王某穿著全套合格屏蔽服開始上439#桿塔作業(yè),王某將防墜器通過0.3米長絕緣繩圈掛設在桿塔橫擔上部,梁某開始沿軟梯進人導線端,下軟梯過程中,防墜器金屬繩線部分已與桿塔橫擔下部接觸,當梁某腳觸及導線端均壓環(huán)時,被感應電擊倒在均壓環(huán)上,身上衣物迅速燃燒,經(jīng)現(xiàn)場人員放至地面后,已無生命特征。

    案例分析:從技術層面來講,本次事故可以終結為兩點:一是感應過大,人體承受不了;二是作業(yè)人員操作步驟錯誤,未使用個人保安線,便進入導線端,且防墜器將人體直接串入回路。

    3.2感應電分析

    3.2.1感應電的大小

    架空輸電線路中的感應電現(xiàn)象是由電磁感應產(chǎn)生的,特別是同塔雙回和平行架設的輸電線路尤為突出,帶電線路可以提供持續(xù)的工頻電場,致使停電線路產(chǎn)生感應電。當停電線路不接地,則只有感應電壓存在,一旦停電線路接地,將產(chǎn)生入地感應電流。

    針對750千伏輸電線路,依據(jù)電磁分析仿真計算軟件-ATP(Alternative Transients Program)計算得到運行回路在正常運行負荷下,對停電回路的感應電壓最大為0.85kV。當停電回路間隔8基桿塔的兩端分別加掛臨時接地線后,停電回路臨時接地線間的感應電流最大值為6.04A。當運行回路輸送2000MW負荷時,停電側感應電壓可達1288V.

    案例線路系統(tǒng)參數(shù)為:標稱電壓750kV,最高運行電壓800kV,操作過電壓倍數(shù)1.8,最大輸送功率2300MW,事故時最大輸送功率4000MW。由此可見,理論上停電線路的感應電電壓應大于1288V,但經(jīng)現(xiàn)場實際測量,當停電回路間隔20基封掛接地線后,感應電壓大于2000V。

    3.2.2人體感知水平

    電擊對人體的危害程度,主要取決于通過人體電流的大小和通電

    時間長短。電流強度越大,致命危險越大;持續(xù)時間越長,死亡的可

    能性越大。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流,交流為1mA,直流為5mA;人觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流,交流為10mA,直流為50mA;在較短的時間內危及生命的電流稱為致命電流,如100mA的電流通過人體1s,可足以使人致命,因此致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下,人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。

    人體對電流的反映: 8~10mA 手擺脫電極已感到困難,有劇痛感(手指關節(jié));20~25mA 手迅速麻痹,不能自動擺脫電極,呼吸困難;50~80mA 呼吸困難,心房開始震顫;90~100mA 呼吸麻痹,三秒鐘后心臟開始麻痹,停止跳動。

    根據(jù)歐姆定律:

    (I=U/R)

    可以得知流經(jīng)人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關。人體電阻除人的自身電阻外,還應附加上人體以外的衣服、鞋、褲等電阻,雖然人體電阻一般可達5000Ω,但是,影響人體電阻的因素很多,如皮膚潮濕出汗、帶有導電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況,均能使人體電阻降低,所以通常流經(jīng)人體電流的大小是無法事先計算出來的。因此,為確定安全條件,往往不采用安全電流,而是采用安全電壓來進行估算:一般情況下,也就是干燥而觸電危險性較大的環(huán)境下,安全電壓規(guī)定為36V,對于潮濕而觸電危險性較大的環(huán)境(如金屬容器、管道內施焊檢修),安全電壓規(guī)定為12V。這樣,觸電時通過人體的電流可被限制在較小范圍內,可在一定的程度上保障人身安全。

    3.2.3感應電小結

    (1)感應電持續(xù)存在,與停電線路是否接地無關;

    (2)感應電很大,遠超人體承受能力;

    (3)如果不做防感應電措施,人體將受到感應電嚴重傷害,甚至死亡。

    3.3個人保安線分析

    3.3.1個人保安線的正確

    (1)應在線路停電、驗電、接地工序完成之后

    (2)作業(yè)人員在進入導線端前,應使用個人保安線,先接接地端,后接導線端,確保各連接點牢固可靠;拆除時,順序相反。

    (3)個人保安線應使用具有透明絕緣護套的軟銅線,截面積不得小于16mm2。

    3.3.2個人保安線的正確認識

    3.3.2.1案例中未使用個人保安線

    等效電路圖

    U:感應電壓

    R1:人體接入回路電阻

    I1:感應電流

    750千伏吐哈二線正常運行負荷2000MW,假設停電線路兩端均已掛設接地,感應電壓U=1200v,屏蔽服導通電阻0.1Ω,人體電阻1500Ω,不考慮接地電阻值。當人體并入回路后,第一時間電流值I1=1200/0.1=12000A,因現(xiàn)行三類屏蔽服的導流能力30A,屏蔽服各部位連接點會瞬間熔斷,人體直接并入電路,則I1’=1200/1500=0.8A。

    結論:人身觸電死亡。

    3.3.2.2假定案例中使用個人保安線

    示意圖

    等效電路圖

    U:感應電壓

    R1:人體接入回路電阻

    R2:個人保安線電阻

    750千伏線路個人保安線采取不小于16mm2的銅絞線,長度為10米,而銅材料電阻率銅1.75 ×10-8(Ω?mm2/m),電阻近似為零。

    結論:作業(yè)點導線與橫擔端幾乎無電壓降,人體所處回路被個人保安線回路短接,人體進入導線端僅有麻電感覺,不會導致人體觸電死亡。

    3.3.3個人保安線小結

    (1)個人保安線可以短路電流;

    (2)個人保安線可以增加接地點,降低區(qū)段感應電壓;

    (3)個人保安線可使作業(yè)人員確信線路可靠接地。

    4.感應電預防措施

    根據(jù)長期的運行檢修積累和相關理論填充、研究,針對750千伏架空輸電線路停電檢修作業(yè)過程中,針對感應電的預防采取了以下措施。

    4.1 對于停電線路必須首先進行驗電才可采取后續(xù)的安全措施,由于750千伏輸電線路尚無標準驗電器,應使用帶有金屬端頭的絕緣繩進行驗電。操作過程為,作業(yè)人員手持絕緣繩尾部,慢慢將金屬部分接近導線,根據(jù)放電的聲音、火花和導線對金屬的排斥程度來判斷線路是否停電。

    4.2 停電線路兩端必須使用固定接地線,作業(yè)區(qū)段使用臨時工作接地,降低線路區(qū)段感應電壓,已達到降低感應電流的目的。

    4.3 作業(yè)點使用個人保安線,短接人體回路電流,確保人身安全。

    4.4 作業(yè)人員應穿著全套合格屏蔽服,確保人體進入導線端時,不受感應電傷害,且能保證人體進入導線端后,能始終保持等電位狀態(tài),同時,已起到了電場屏蔽作用。

    4.5 作業(yè)人員的防墜落措施應采用絕緣繩索或裝置,增大人體回路絕對電阻,使人體進入導線端等同于等電位作業(yè),避免通流傷害。

    5.結束語

    自750千伏輸電線路投運以來,無論是停電作業(yè),還是帶電作業(yè),疑問始終伴隨著我們,雖然我們已經(jīng)做到了能順利完成,但還談不上效率化,簡約化。由此可見,我們對750千伏輸電線路感應電的認知還很有限,預防預控手段還很粗陋,伴隨著750千伏主網(wǎng)架的逐步成熟,感應電預防措施的進一步完善、優(yōu)化急不可待。

    參考文獻

    篇4

    關鍵詞:新課程;探究性學習;案例設計

    1引言

    傳統(tǒng)的授課中,學生是在層層點撥下得出了產(chǎn)生感應電流的條件,結論比較牽強,學生積極性不高,是以教師為主體進行教學。針對這一問題,筆者嘗試通過創(chuàng)設情景、提問設疑――學生實驗、合作探究――討論歸納、鞏固提高,實現(xiàn)以學生為主體,教師為主導,探究為主線的教學模式。課堂上學生們以小組為單位,積極參與,討論充分,達到了教學目標。

    2案例的主要設計思想

    在介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的一些事跡后,提出問題:電能產(chǎn)生磁,那么磁能否產(chǎn)生電呢?

    3實驗探究

    1.閉合電路的部分導體切割磁感線

    學生操作演示:導體左右平動,前后運動、上下運動。觀察電流表的指針,把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

    2.向線圈中插入和拔出磁鐵

    學生操作演示:把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入,從線圈中拔出,或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針,把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

    3.模擬法拉第的實驗

    學生操作演示:線圈A通過變阻器和開關連接到電源上,線圈B的兩端與電流表連接,把線圈A裝在線圈B的里面。觀察以下幾種操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄在表中。

    4分析論證

    演示實驗1中,部分導體切割磁感線,閉合電路所圍面積發(fā)生變化(磁場不變化),有電流產(chǎn)生;當導體棒前后、上下平動時,閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化,無電流產(chǎn)生。

    演示實驗2中,磁體相對線圈運動,線圈內磁場發(fā)生變化,變強或者變弱(線圈面積不變),有電流產(chǎn)生;當磁體在線圈中靜止時,線圈內磁場不變化,無電流產(chǎn)生。

    演示實驗3中,通、斷電瞬間,變阻器滑動片快速移動過程中,線圈A中電流變化,導致線圈B內磁場發(fā)生變化,變強或者變弱(線圈面積不變),有電流產(chǎn)生;當線圈A中電流恒定時,線圈內磁場不變化,無電流產(chǎn)生。

    通過以上一系列問題討論,并利用表格(如下表),把三個實驗產(chǎn)生感應電流的操作過程、實驗現(xiàn)象和初步分析進行匯總,引導學生從個性中尋找共性,比較有感應電流和無感應電流的情況,使學生自行發(fā)現(xiàn)了感應電流產(chǎn)生的條件。

    5歸納總結

    引起感應電流的表面因素很多,但本質的原因是磁通量的變化。因此,電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為:只要穿過閉合電路的磁通量變化,閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生。

    6小結

    本節(jié)內容使用探究式教學,通過學生的動手、動腦、合作和討論等方式,讓學生設計實驗方案,增強了學生的主體活動,達到了鍛煉學生探究問題的能力和實驗動手的能力。在學生探究過程中讓學生從表格中尋找共性,充分調動了師生的互動、交流與溝通。

    參考文獻:

    [1]姚奇杰.學生物理探究性面臨的困難及其教學策略實驗研究.中國知網(wǎng),2003,8.

    篇5

    關鍵詞:物理教學;案例描述;反思與評析

    中圖分類號:G427 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)19-080-1

    一、案例描述

    本節(jié)課的教學過程在于要求學生掌握法拉第電磁感應定律中的各個物理量內涵,要求學生理解并能運用E=Δφ/Δt這個公式。在教學過程中,筆者運用觀察、比較與設計的手段,充分調動學生這個主體,使他們有強烈的興趣去思考、去推理、去學習課程內容。

    1.感應電動勢。將圖(1),圖(2)用投影儀展示,并設問:圖中電鍵S均閉合,電路中是否都有電流?為什么?

    演示實驗一:對照圖(1)安培表指針偏轉;對照圖(2)電流計指針不動,但當條形磁鐵位置變動時,電流計指針偏轉,表明回路中有電流。

    啟發(fā)學生回答:圖(1)中產(chǎn)生的電流是由電源提供的,圖(2)中產(chǎn)生的是感應電流。

    教師引導:由恒定電流的知識可知,閉合電路中有電流,電路中必有電源。對比圖(1),圖(2)提問,圖(2)中的電源在哪里?用投影儀展示圖(3),啟發(fā)學生回答:圖(2)中的線圈就相當于是電源,在磁鐵插入線圈的過程中產(chǎn)生了電動勢。

    教師總結:(用圖(1),圖(2)裝置進行演示說明)我們把電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。

    2.影響感應電動勢大小的因素。演示實驗二:按圖(2)所示裝置將相同的磁鐵以不同的速度從同一位置插入線圈中,觀察并比較電流計指針的偏轉情況。

    誘導學生觀察與思考:兩次插入過程穿過線圈的磁通量變化是否相同?電流計指針偏角是否相同?偏角大說明什么?原因是什么?

    引導學生歸納:電流計的指針偏角大,說明產(chǎn)生的電流大,而電流大的原因是電路中產(chǎn)生的感應電動勢大。由于兩次穿過磁通量變化相同,穿過越快,時間越短,產(chǎn)生的感應電動勢越大,說明感應電動勢大小與發(fā)生磁通量變化所用的時間有關,且在磁通量變化相同的情況下,所需時間越短,產(chǎn)生的感應電動勢越大。

    演示實驗三:按圖(2)所示裝置用兩個磁性強弱不同的條形磁鐵分別從同一位置以相同的速度插入線圈中,觀察并比較電流計指針的偏轉情況。

    誘導思維:兩次插入過程中磁通量變化是否相同?所用時間是否相同?電流計指針偏角是否相同?偏轉角大說明什么?原因是什么?

    引導學生歸納:兩種情況所用時間相同,但穿過線圈仍磁通量變化不同,電流表的偏轉角不同,而產(chǎn)生的感應電動勢大小不同。說明感應電動勢的大小還與磁通量的變化有關,即在相同的變化時間情況下,磁通量變化越大,產(chǎn)生的感應電動勢越大。

    演示實驗四:按圖(4)所示裝置連接電路,將滑動變阻器的滑動頭以大小不同的速度從一側滑至另一側,觀察電流計指針的偏轉情況。(教師介紹實驗裝置)

    誘導學生思維:兩次滑動過程中穿過線圈的磁通量的變化量是否相同?所用時間是否相同?電流表的指轉角是否相同?偏轉角大說明什么?其原因是什么?

    引導學生分析與歸納:(1)快滑比慢滑在相同的時間里流過線圈L1的電流變化大,引起穿過線圈L2的磁通量變化大,即ΔΦ大;(2)快滑比慢滑所用的時間短,即Δt小;(3)快滑與慢滑相比,磁通量變化大而所用時間短,即單位時間磁通量變化多;(4)快滑與慢滑相比,電流計指針的偏角不同,即產(chǎn)生的感應電動勢不同,即在單位時間內磁通量變化越多,產(chǎn)生的感應電動勢越大。

    二、反思與評析

    每節(jié)物理課都有若干的教學難點,本節(jié)課有兩個難點。第一:閉合電路中產(chǎn)生感應電流,電路中一定存在相當于“電源”的理解――即產(chǎn)生感應電動勢的理解。第二:感應電動勢大小決定因素。怎樣解決這二個教學中的難點,是本課教學是否成功的關鍵。本課在化解難題時,采取了以下措施:

    1.類比穩(wěn)恒電路和感應電路,引導學生借助深知的穩(wěn)恒電路要素,去理解新學感應電路的要素,使感應電路的“電源”及其“電源”主要參數(shù)――“感應電動勢”這一抽象概念,立刻具體直觀地展現(xiàn)在學生面前,這種化難為易之舉,顯然符合學生學習物理的心理。

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