电磁感应效应范文

导语：如何才能写好一篇电磁感应效应，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

心理学认为,信息项目第一次学习时学的愈好、愈深、愈透,也就愈不容易忘记,基于此我们从呈现单词一开始就要抓住学生的注意力,通过生动形象的材料去激发他们的兴趣,给学生留下深刻的第一印象。

小学生的思维具有形象直观活跃,抽象思维尚未发展成熟的特点。根据平时的教学观察发现当小学生处于一种口欲言而未能的状态时,若及时出示相关实物、教具进行引导,把英语与实物直接进行联系,就能使他们迅速理解词义,也有利于培养他们用英语思维的能力。如在教water 这个单词时,我事先准备了一杯水,我边出示这杯水,边说:water、water ,学生们立即明白了这个词的意思迫不及待的说“水、水”。这时,整个班的学生热情高涨饱满,他们兴奋的跟我朗读着water\water水。这样采用实物教具直观易懂,容易使学生产生亲切感,乐于接受,也能使课堂气氛变得轻松活泼,使教与学在愉快的氛围中进行。又因为人与人交流时并不仅仅限于用言语达到目的,谈话者的表情和身体的动作也能向周围的人传递信息。所以适当地利用体态语呈现新语言项目,既省时又形象,学生也会在活跃的气氛中增强接受英语信息的能力。如在教学write、draw、run这些动词时,通过教师示范动作,学生兴趣盎然,对词义也是一目了然。 此外还可以利用图片、简笔画、多媒体等多种手段,向学生呈现单词,努力做到寓教于乐、寓学于趣。简笔画在教学中有特殊魅力。一些带有感彩的形容词,如happy、angry、sad等,如果老师一味“输入”式教学,学生根本记不住,反而越学越迷糊甚至张冠李戴。我在教学时画了四张画:把各种神态展现在一起,给人以生动形象,风趣诙谐之感,使学生置身于一个轻松愉快的学习氛围中。通过对比化抽象为具体,使形象更逼真,记忆更深刻。

同时还可以利用学生的其他器官如听觉感官呈现新知,加深学生对单词的感知印象,获得的丰富的语音信息完善该词在学生脑海中的存储形式,以便随时被激活提取。如动物词汇教学中,以听声音的形式呈现单词dog\duck\cat,抓住学生的好奇心,为单词记忆打下了良好的基础。

此外利用学生已有的词汇知识来学习新词,也不失为一种有效的方法,有些单词的差别是极其细微的,例如在学生已经掌握了name的情况下学same时,将旧词和新词同时写在黑板上,让学生观察这两个单词的相似之处,只需改动每个单词的第一个字母即可,这就既复习了旧词,又掌握了新词,从而达到了温故知新的目的 ,给我们学习单词找到了捷径。

篇2

关键词：包装工程；电磁感应技术；电加热技术

1 电磁感应加热技术的优点

电磁感应加热技术的发展历史、应用及优点。电磁感应加热技术的速度比其他的媒介加热的速度快，电磁感应技术在加热的时候损耗铁屑的数量较少。电磁感应技术在加热的时候起动比较快。电磁感应技术的节能效果比较好，因为在不用的时候可以将电磁感应加热技术的电源关掉，比较环保。可以关闭，因为感应加热有启电磁感应技术的工作效率比较高，在短时间内加热就可以到达效果，可以降低成本。除此之外，感应加热还有几点好处：（1）便于控制，易于实现自动化；（2）减少设备占地面积；（3）作业环境安静，安全和洁净；（4）维护简单。正是因为电磁感应技术技术的很多优点，所以才将其用于包装工程的工作中，争取取得更大的效果和最优化的结局。

2 感应电加热技术

电磁感应加热技术法是基于电磁感应技术原理，当交流电流通过初级线圈时，环绕着线圈产生交变磁场，交变磁场在次级线圈上（金属炉料）产生感应电动势。由于此感应电动势的作用，在闭合的线圈（被加热的金属）中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后，钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期，因中间包耐火材料吸热，应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时，最大功率约为1000kW。采用中间包电加热技术后，可使中间包中钢水温度相对稳定；而且利用磁感应加热钢水时，由于电磁搅拌作用，可使钢中夹杂物上浮。据资料介绍，在5t中间包中采用电磁感应技术电加热技术，当功率为1000kW时，升温速度达25℃/min，热效率为90%，可控制钢水温差在士2.5℃范围内。

感应电加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的，即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料，如铝，铜、奥氏不锈钢和高于居里点（即磁衰变温度）的碳钢产生热量的唯一途经，也是铁磁性金属（如低于居里点温度的碳钢）中主要产热途径。对于铁磁性金属材料，感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释，磁滞现象是由分子（或称磁性偶极子）之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时，磁性偶极子可以看成是小磁针，它随着磁场方向变化（即交流电的变化）而转动，这种来回转动所引起的发热，就是磁滞发热。交流电频率越高，磁场变化就越快，单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样，涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V，电阻为R，电流为Ⅱ，由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时，电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下，物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热，其关系式可以给出。必须清楚，感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言，磁场（感生磁场）的方向垂直于电流方向。距离导体越远，磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈，则螺旋线圈内的场强大载流体（中心凋围的磁场（O箭头）而线圈外的强度小。相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反，彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。如果棒是非磁性的，则磁场不受影响；反之，如果插入磁性钢棒，则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上，在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1，磁性的物质的相对导磁率都大于1。

3 包装工程的内容和特点

目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构；同时发挥多学科综合专业的优势，在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段，以提高包装设计的质量、效率，并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。

4 结束语

现代的包装工程是许多技术的综合运用，因此我们应该加强各个方面的技术的应用，从包装产品的特点、性能、运输、储藏、安全、销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步，也是最重要的一个步骤。可以应用电磁感应技术这个技术制造更好的包装材料。如果包装材料都不好的话，包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整，还要做到美观，包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球，应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果，让包装发挥最大的视觉冲击，吸引更多更广的消费者。利用电磁感应技术这个技术为包装工程作出更好的贡献。

参考文献

[1]郑宇明.浅议包装设计在商品与消费者之间的沟通作用[J].科教文汇（上旬刊），2010.

[2]薛小英.我国第三方物流包装问题初探[J].福建商业高等专科学校学报，2012.

[3]刘亚铮，单艳艳.低碳包装与B2C电子商务企业低碳绩效实证分析[J].现代企业教育，2012.

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关键词：大学物理课程 电磁感应定律 教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.126

进入新世纪以后，我国高等教育事业迅速发展，大学物理课程的教学理念、内容、方法等都要适应教育改革的新形式。物理教师的任务就是探索如何在新形势下，教好大学物理这门课，以适应21世纪对高素质人才的科学素质的需要[1]。教师在教学实践过程中应不断学习，拓宽自己的知识面，精心设计探究性课题，确立学生的主体地位，通过多样化的教学方式，增强学生独立思考能力，主动获取知识、应用知识、解决实际问题[2]。教学设计是指教师依据教育教学理论、教学艺术原理，为了达到某阶段教学目标，根据学生的认知结构，对教学目标、教学内容、教学组织形式、教学方法和需要使用的教学手段进行的策划[3]。下面以《电磁感应定律》一节为例，谈谈笔者在这方面的做法。

1 教学任务分析

教材依据：《物理学》（高等教育出版社，马文蔚，第五版）。

教学内容：第八章第一节《电磁感应定律》。

教学对象：本科学生。

教学时间：45分钟。

本课题是大学物理中电磁感应部分的一个重要内容，是学习后续内容的前提和基础，也是统领第八章的纲要。

2 学情分析

学生已学习了《静电场》与《稳恒磁场》的内容，为本节课的学习奠定了理论基础。中学楞次定律的学习，便于学生理解电磁感应定律数学表达式中“-”的具体物理意义。

3 教学目标

知识目标：理解产生电磁感应现象的条件；掌握电磁感应定律的内容；了解电磁感应定律的应用。

能力目标：增强学生探究的兴趣，培养学生严谨的物理思维方法，提高学生运用电磁感应定律分析问题解决实际问题的能力。

情感目标：通过三峡水电站的介绍，增强学生们的民族自信心和自豪感。

4 教学重难点分析

重点：电磁感应定律内容的理解。

难点：电磁感应定律的应用。

5 教学内容及设计

5.1 引入新课

由诗词《水调歌头·游泳》诗句“截断巫山云雨，高峡出平湖”引入，图片展示三峡水电站，提出问题：为什么水轮发电机定子直径如此大，而工业用电都是交流电，发电机到底如何发电？

设计意图：创设情境，提问引导学生思考，激发学生学习本次课的兴趣，增强学生们的民族自信心和自豪感。

5.2 新课教学

5.2.1 引言

1820年奥斯特发现电流磁效应；

1831年8月，法拉第通过一系列的实验发现了“磁生电”现象；

1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化着的电流、变化着的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。

设计意图：通过物理学史，介绍科学家探索磁生电的过程，使学生体会科学发现的不易，进入本节课教学。并设疑：在现在我们看来，法拉第总结的这五种类型都是引起了某一个物理量的变化，具体是哪个物理量呢？下面就来研究一下电磁感应现象，探究一下磁生电的条件。

5.2.2 电磁感应现象

实验演示和Flash展示磁生电的实验，学生观察实验现象，采用启发式的教学方式，引导学生分析演示实验，加强师生之间的互动交流，探究并讨论产生感应电流的条件。

【实验一】条形磁铁插入、拔出线圈（实验演示）。

实验一

提问：电流计指针是否偏转，偏转方向如何？快速慢速移动条形磁铁，电流计偏转幅度差异？

答：电流计指针有偏转，说明线圈回路产生了电流，虽然线圈回路面积S没变，但穿过线圈回路的磁场的磁感强度B发生了变化，即S不变，B变；电流计偏转方向不同，说明电流流向与磁场变大变小有关；快速移动条形磁铁幅度大，慢速幅度小，说明电流大小与磁场变化率有关。

引导：是不是磁场不变，就不会产生电流呢？

【实验二】处于U形磁铁磁场中的导体棒移动（实验演示）。

实验二

提问：磁场发生变化没有？是什么原因在导体棒回路里产生了电流？

答：U形磁铁产生的是恒定磁场，磁场没变，但处于磁场中的导体回路的面积发生了变化也会产生电，即S变，B不变。

引导：是不是磁场不变，回路面积不变，就不会产生电了呢？

【实验三】处于恒定磁场中的矩形线圈转动（Flash展示）。

实验三

分析：磁场不变，处于磁场中的线圈回路面积没变，但发现白炽灯在线圈转动时时亮时灭，说明有电流产生，此时磁场方向与面积方向的夹角发生变化，即B、S都不变，B、S夹角变。

引导：处于磁场中的导体回路B、S、中任何一个物理量发生变化都会在导体回路中产生电流？那B、S、所确定的物理量是什么呢？

结论：通过一个闭合回路所包围的面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是由什么原因引起的，回路中就有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。回路中的电流叫做感应电流，回路中的电动势叫做感应电动势。

承上启下：电磁感应现象的本质是产生了感应电动势，那感应电动势的大小方向如何？

5.2.3 法拉第电磁感应定律

从前面演示实验启发学生思考：感应电动势与磁通量的变化的关系，同时引出电磁感应定律的内容。本节课的重点是电磁感应定律，予于详细阐述。

5.2.3.1 内容

当穿过回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与穿过回路的磁通量对时间变化率的负值成正比。

此公式不仅给出了感应电动势大小计算还可以用来计算感应电动势的方向。

①感应电动势大小：磁通量对时间变化率的绝对值。

②感应电动势方向：设回路的绕行方向，按右手螺旋法则定出回路所包围面积的正法线方向；根据磁通量的定义确定其正负；将磁通量代入电磁感应定律的数学表达式，计算电动势的数值。若电动势是正值，电动势方向与绕行方向相同，负值则相反。

引入中学知识楞次定律，加深对公式中“-”物理意义的理解。举例说明感应电动势方向的判断方法。

5.2.3.2 讨论

拓展讨论，多匝线圈的感应电动势，闭合回路感应电流、感应电荷的计算。引导学生根据所学知识解决新问题。

①若回路由N匝线圈串联

②感应电流

③感应电荷

5.2.3.3 例题讨论：交流发电机原理

通过例题，Flash展示交流发电机原理，利用法拉第电磁感应定律解释课前提出的三峡水电站的相关问题。

5.2.4 应用

理论联系实际，采用图片、动画、视频展示应用实例：动圈式话筒、金属探测器、电磁炉和感应淬火，开阔学生视野和知识面，从而突破难点。

5.3 小结

主要结论多媒体显示，概括归纳，使知识系统化，便于学生理解和记忆。

5.4 谈论与拓展

直观实例，提问思考问题：信鸽如何实现导航，拓展培养学生查阅相关资料，学以致用的能力。

5.5 作业

布置作业使学生对本节所学知识点的学习得到巩固与加强。

6 教学总结

通过对大物理教材和高中物理课程教材的分析，本节课的设计使得教学内容紧密联系实际。教师一方面采用传统实验演示，一方面充分利用各种现代教学技术手段，全面整合文本形式、动画、图片以及视频等各类型教学资源，引导学生进行分析推导，发挥学生的主观能动性，培养了学生分析能力和利用所学知识解决实际问题的能力。通过对电磁感应在实际工程中的应用的介绍，锻炼了学生发散性思维能力。

注：此为作者在长江大学第五届青年教师讲课比赛获一等奖的教案设计。

参考文献：

[1]马文蔚.物理学（第五版）上册[M].高等教育出版社，2010：296-300.

[2]张晴.劈尖干涉教学设计案例[J].教学探索与实践杂志，2010，（12）：128-130.

[3]朱美健，张军朋.谈物理课堂教学设计[J].物理教学探讨，2007，（8）：7-9.

作者简介：黄海（1980-），男，湖北荆州人，硕士，讲师，主要从事大学物理教学工作，长江大学物理科学与技术学院，湖北荆州 424023

杨长铭，副教授，长江大学物理科学与技术学院，湖北荆州 424023

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关键词：兴趣；自主；探究；合作

中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2013）11（S）-0016-3

最近，听了几节“电磁感应现象”的“同课异构”高中物理概念课，笔者感触颇深。同一课题，教师不同的教学理念确定的不同教学目标、不同教学设计，课堂教学目标达成的效果截然不同。有的课教师看上去轻车熟路、讲解自如，但学生课堂反应平淡、缺乏热情，教学效果不理想；有的课教师讲解少。但教学设计贴近学生。学生的学习热情浓厚、课堂参与意识强，参与度高，师生能一起融入活跃的课堂气氛中。学生在学习中体验科学探究的快乐，教学效果较好。本文就两节理念迥然不同的课堂教学案例。从新课的导入、三维教学目标的达成方法等方面进行评析与比较。

1新课的导入

案例1

[复习提问]什么是电流的磁效应？

[启发思考]奥斯特实验说明电流能产生磁场，那么利用磁场能否产生电流？

[引导小结]

（1）初中学过，闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象叫做电磁感应现象。（板书课题）

（2）利用多媒体投影仪播放法拉第生平的文稿，激发学生学习的积极性。

案例2

[创设情境]

（1）投影两组图片：A.城市灯的夜景；B.家电商店的场景。

（2）播放一段视频：发电厂材料（片段）。

[教师引导]

“电”对促进人类社会发展有巨大的作用对提高人们生活质量有重要贡献，是谁创造了世界上第一台发电机？发电机发电又源于什么物理研究的成果？本节课我们来了解一位伟大的物理学家对人类所作出的贡献。体验他所经历的实验探究过程。

案例1与案例2评析：高中物理课堂教学中，新课导入方法较多，原则上应具有能够唤起学生头脑中与新课程内容相关的原有认知结构的“情景性”。对学生新知识的学习、建构的“定向性”，使学生明确学习的目标，激发学生的学习动机的“激趣性”。案例1通过复习提问引入新课，以播放视频激发兴趣，以重温初中实验创设问题情境：案例2教师通过视频创设情境和提出问题，激发学生的学习兴趣和好奇心，使学生集中在思考“电”与“磁”的联系上，不仅使学生得到了情感、态度与价值观的自我教育，又明确了本节课学习的具体目标——探究电磁感应的条件，从而自然形成探究问题的情境。

2三维目标达成的手段

案例3

[新课教学]

（1）电磁感应现象：①演示如图1所示实验，学生观察现象。

②电磁感应

a.利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，电磁感应产生的电流叫做感应电流。

b.教师创设问题：是不是只有闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动才能产生感应电流？其他方法能不能产生感应电流？

c.演示如图2所示的实验。学生观察思考。

引导学生归纳看到的现象：当条形磁铁插入线圈或拔出线圈时电流表指针偏转。说明电路中产生了感应电流：当条形磁铁停在线圈中不动时电流表指针不偏转，电路中没有产生感应电流。

d.得出结论。

教师：为了弄清这个问题，我们需要学习一个新的概念——磁通量。

（2）磁通量

①定义：教师讲解概念，引导分析磁通量与哪些因素有关？

②计算：公式ф=BS适用条件、磁通量的单位、符号。举例分析磁通量变化的几种情况。

（3）感应电流产生的条件

①教师介绍如图所示的实验装置（投影图示）。

②教师演示实验，学生观察现象。

③教师引导学生分析实验现象，完成下表（表略）。

④分析得出结论，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就能产生感应电流。

（4）巩固练习

①小结本节要点。②课堂练习。

评析案例3教师在讲解磁通量时，引导学生分析得出产生感应电流的条件，最后进行深入分析和巩固练习。应该说，这节课整个教学环节思路清晰，环环相扣，教学过程教师也易于组织。但无论从教学目标的确定。还是教学过程的实施。问题的设计，把握的重点仅仅是电磁感应知识体系的达成。而学生的学习过程单调乏味，一直处于被动的听讲的状态中，教师过于重视知识传授，忽视过程方法。因而目标的达成并不理想也比较单一。

案例4

[新课教学]

（1）了解法拉第发现电磁感应现象的历史背景和主要探索经历。

①组织学生阅读课本内容——“划时代的发现”。

②播放演示文稿——“十年磨一剑”。

③组织学生讨论下列问题（教师启发引导，鼓励同学互相讨论，积极发言）：

a.奥斯特发现了电流的磁效应以后。引起了什么样的思考？

b.法拉第时代。人们在研究磁生电的过程中思维和方法遭遇了怎样的挫折？

c.法拉第的发现说明了什么？

（2）模仿法拉第实验（1）：探究感应电流产生的条件：

①组织学生开展分组实验

a.四人一组分工合作：b.明确探究目标：c.设计实施方案；d.完成实验记录。

②学生：模仿法拉第实验（1）

a.用图2中的实验器材进行初步探究，教师巡回指导。

b.实验小组完成实验记录。

c.实验小组汇报探究结论，师生交流讨论。

学生共识：磁铁插入（或拔出）闭合线圈时产生了电流，物理学中把这类现象叫做电磁感应，由电磁感应产生的电流叫做感应电流。

能不能用一句简洁的话把产生感应电流的条件表述出来。为此，我们要学习一个新的概念：磁通量。

③讲授新知，总结条件。

④深入探究，加深理解。

教师：如果没有磁铁，我们能否用其他办法使闭合电路产生感应电流？利用桌面上的实验器材，进一步探究感应电流与磁通量变化的关系。

学生：模仿法拉第实验（2）。

a.学生根据图3所示的实验器材确定探究方案（学生讨论、教师指导）。

b.学生实验小组完成下表实验记录。

c.学生汇报探究结论，交流讨论。

归纳得出结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

[巩固新课]

（1）小结本节要点

（2）师生共同评价课堂探究活动

评析：案例4先通过学生阅读课文段落“划时代的发现”和观看文稿“十年磨一剑”，了解法拉第从提出“磁生电”的设想到发现电磁感应的十年探索、数次失败、最终成功。学生在教师的指导下。先用简单可行的实验方案，利用磁铁产生电流，学生对磁生电有初步的感性认识、建立了电磁感应的基本概念，接着通过磁通量概念的介绍和探究问题的转换。将学生的思维顺利引导到总结归纳电磁感应现象产生的条件。使学生进入到理性认识阶段，课堂的生成自然形成。最后通过模仿法拉第实验，学生分组进行实验探究活动。这样既让学生学会已有知识的应用，也是所学的知识与技能的迁移，同时学生的探究愿望、合作意识、交流的主动性都得以调动和发挥。做到“知识与技能共进，过程与方法同行”。学生在深刻理解电磁感应产生条件的同时。再次经历了物理规律探究的过程，体会了物理学的思想，并在过程与方法、情感、态度与价值观方面受到熏陶，有效落实了三维教学目标。

3反思

反思之一：第一节课是传统的课堂教学方式，以教师讲解、实验演示，学生听讲、观察为主的线索展开。但教师讲解多，师生互动、生生互动少，理论分析多。学生体验少，学生知识与技能的落实多，学生自主学习能力、自主探究能力、实验能力的培养少，能力的培养比较单一，过于重视知识传授，忽视过程方法。案例2做到了“知识与技能共进，过程与方法同行”。在知识和技能的传授过程中，整节课呈现出“学生动起来，教师跑起来，课堂活起来”。同时突出了学生设计实验方案的能力、以及运用实验总结归纳结论、得出物理规律的实验探究能力的培养。体现了以实验为基础的物理教学观，是一节理念和方法充分体现新课程的要求，师生、生生之间“互动”的课堂、“灵动”的课堂。

篇5

1 教材的表述

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3—2，第四章《电磁感应》的第7节《涡流》中，给出了这样的表述：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流.实际上，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流……用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流.涡流产生的热量使金属熔化并达到很高的温度……电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上.线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器.因此，我们要想办法减小涡流.

2 问题的提出

笔者在调研听课中发现，不少老师把本节教材当做阅读材料，安排学生自己阅读本节内容，教师不做讲解分析.结果学生读完教材上的内容后，一头雾水，不知道究竟为什么真空冶炼炉内可以“使金属熔化并达到很高的温度”，也不知道为什么电动机或变压器的“铁芯中产生涡流使铁芯发热”.本文试图从电磁感应的原理出发，推导出涡流热效应产生的焦耳热功率表达式.

3 涡流热功率的推导

假设一个长直螺线管的长度为l，单位长度的匝数为n（n足够大），若螺线管的横截面半径远小于管长l，可将该螺线管看作无限长密绕螺线管，如图2所示.当螺线管通入正弦交变电流i=I0sinωt时，管内的磁场可看作匀强磁场，其磁感应强度为B，根据毕奥—萨伐尔定律，磁感应强度B大小为：

由（6）式可见，涡流产生的焦耳热功率与螺线管内的最大磁感应电流Bm的平方成正比，与交变电流变化的角频率ω的平方成正比，与金属的电阻成反比.我们可以通过控制这些物理量的大小来改变涡流的热功率，满足生产生活的需求.

4 涡流热效应的应用与危害

4.1 应用

冶炼金属用的真空冶炼炉是最为常见的感应加热设备，图3所示是真空冶炼炉的示意图，当给冶炼炉接入高频交变电流时，炉内被冶炼的金属因其电阻率很小，在金属内出现了强大的感应电流，它所产生的热量可使金属很快熔化.这种冶炼方法的最大优点之一，就是冶炼所需的热量直接来自被冶炼金属本身，因此可达极高的温度并有快速和高效的特点.此外，这种冶炼方法易于控制温度，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢等.

篇6

健康。按正确的方法烹调的食物，不会对人体造成伤害。而且电磁炉是一种十分安全的灶具。一般微波炉的工作频率为几千兆赫，有害于人体健康，而电磁炉的振荡频率只有20～30千赫，对人体无任何伤害。

电磁炉又称为电磁灶，1957年第一台家用电磁炉诞生于德国。1972年，美国开始生产电磁炉，20世纪80年代初电磁炉在欧美及日本开始热销。

电磁炉的原理是电磁感应现象，即利用交变电流通过线圈产生方向不断改变的交变磁场，处于交变磁场中的导体的内部将会出现涡旋电流（原因可参考法拉第电磁感应定律），这是涡旋电场推动导体中载流子（锅里的是电子而绝非铁原子）运动所致；涡旋电流的焦耳热效应使导体升温，从而实现加热。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：双频激电法；勘查；干扰；克服

Abstract: this paper electro-prospecting method in complex geological exploration areas to develop common interference problems are analyzed, and puts forward the solutions, for reference.

Keywords: electro-prospecting method; Exploration; Interference; overcome

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

双频激电法是在变频的基础上发展起来的一种频率域激发激化法，它的本质是将两种不同频率的方波电流组合后同时供入地下并同时接收，与传统的直流和交流激发极化法相比具有以下优点：(1)仪器性能稳定，自身抗干扰能力强；(2)数据采集速度快、工作效率高；(3)测量结果受电流的变化影响小，观测精度高；(4)仪器轻便、灵活。

1激电测量中电极效应的干扰分析

电极效应在电阻率测量中普遍存，而在激电测量中也存在这效应，并影响着成果的解释。常见的主要有以下两种：

(l)电阻率电极效应；当单个供电极或者一双供电偶极经过地下电阻率不均匀体的上方或附近时，极化场(或一次场)就会发生不同程度的畸变，从而影响着观测结果。这种畸变既影响电阻率测量，也影响激电测量。这种电阻率不均匀体可能是岩体、岩层、断层或极化体；总之，电阻率电极效应是一次场局部畸变引起的，这种畸变会产生干扰异常甚至叠加在有用异常上，最终得到的异常形态较为复杂，对解释带来了困难。

(2)激电电极效应；当地下电阻率均匀变化而极化体不均匀时，供电电极通过不均匀极化体或附近时，此时接收到的二次场的大小和方向都会改变，出现激电异常的变化，即为激电电极效应。

通常极化体既是极化不均匀体也是电阻率不均匀体，激电异常经常受到这两种电极效应的影响。这种由于供电电极与极化体之间相对位置关系而引起测量电极间的异常干扰，使得伊异常的极大值并不总是位于极化体的正上方，必须对测得的IP异常进行仔细分析，综合地层和构造变化因素，才能对钻孔验证位置、方向及深度做出正确的指导。

2电极接地问题的分析及克服

在时间域激电测量中，通常采用标准的非极化电极来克服电极差的影响。在双频激电测量中观测的是交流信号，且仪器自身具有抗干扰能力强的优点，电极极差的变化对观测结果的影响不大。在本次工作中，供电电极A和B各采用5根钢电极、接收电极采用两根铜电极进行。野外实践表明，使用铜电极供电十分方便，尤其是在接地条件较差的地区，铜电极的接地电阻要比不极化电极小。

在野外激电测量中，接地条件差，接地电阻太大势必会对工作的开展带来影响。一方面，在接地条件差的地方，使用相同的电压向地下供电，电流太小，为了提高信噪比就需增大供电电流。通过增大供电电压后，电能很大部分消耗于接地电阻和导线上，造成了资源的浪费，同时也增大了电磁祸合效应；另一方面，接收端由于接地电阻太大，引入的干扰也越强，在实际数据采集中常会显示负值FS，且数据极不稳定。

在使用金属电极供电和测量中，影响接地电阻的因素有：

1.电极与土壤的接触面积越大，接地条件越好；接触面积与电极的半径大小、电极的入上深度及土壤颗粒的大小均匀程度有关，电极半径和入土深度越大、土壤颗粒越小，接触面积越大，即接地条件也越好；

2.电极的接地电阻与周围土壤和岩石自身的电阻率有关；土壤和岩石中水分越多，或含有的离子成分越多，自身的电阻率就越小，电极与周围的接地条件也越好。

为了有效降低接地电阻，提高观测精度和工作效率，可采取以下措施(1)供电电极A和B端分别采用5根钢电极同时向地下供电，电极呈梅花状接入地下，电极的钉入深度至少大于20cm；

(2)接收端M、N分别采用铜电极采集数据，注意铜电极引出的电线完好，在测量中尽量减少电极附近的走动；

(3)供电和接收电极尽量打入有土壤或潮湿的地段，避免在基岩出露区钉电极；

(4)在接地条件较差、基岩出露较多的测点，为有效改善接地电阻，向供电和接收电极处浇灌盐水；

3激电测量中电磁祸合效应的干扰及克服

电磁感应祸合是供电回路、测量回路、大地三者之间通过电磁感应引起的祸合效应，它与激电效应同时存在成为干扰，地下电阻率越低、频率越高、极距越大，受到的干扰程度也越大；在激电测量中，电极的排列方式不同，所受到的电磁感应祸合的影响不同而对称四极排列测深与其它排列方式相比受到的电磁感应祸合效应影响最大，电磁藕合效应的影响会使得大面积的激电测量数据无法解释，在实际工作中尤其要重视。

激电测量中出现的电磁感应藕合一般有两种；一种是电容祸合，它是线与地之间或线与线之间的分布电容进行电能量转移，在测量回路中引起的与探测目标无关的畸变信号。根据电容存在的部分不同，常有测量导线与大地之间、供电导线与大地之间，测量导线与供电导线之间的电容。另一种是电磁藕合，它是电流随时间的变化引起的，它的实质是电磁感应。只要供电电流发生变化，就会产生电磁祸合，实际工作中供往地下的电流无法做到稳定不变，即电磁藕合效应的影响成为一种不可避免的客观事实；在激电测量中，只要地电条件、工作装置和电流形式确定，电磁感应祸合的大小和分布就可以确定，因此是实际施工当中，采取以下必要的措施来尽可能减小祸合效应的影响。

1.电容藕合和电感祸合均与电极距有关，通过在已知钻孔上进行孔旁测深试验工作，合理的选择能反映实际的电极距，同时尽可能减小电容藕合与电感祸合带来的影响；

2.在移动、变化极距的过程中，供电导线和测量导线保持一定的距离，尽量减小导线与导线之间的电磁感应祸合效应的影响；

3，水的介电常数比空气大几十倍，在激电测量中电容祸合效应会由于水对数据采集带来相当大的影响；研究区内有河流通过，且测线通过浇灌后的水地，在铺线测量过程中，将导线架空或绕道敷设，保持导线干燥，防止潮湿；

4二频率越高电磁藕合效应越明显，而选择低频测量时，工作效率低，同时容易受到来自地下游散电流的影响，因此，在地势相对平缓时选择低频组测量；

5.选用内阻小、绝缘性好的导线作供电和测量线，以减小导线内阻；尽可能改善供电电极和接收电极的接地条件，降低接地电阻；

4天然干扰的存在和影响

天然干扰主要有天然的大地电流场和自然电场两种。大地电流场也称大地噪声，是地球上广泛分布的宽频带电磁场，主要是由地球外部太阳风、磁暴、等离子层中离子波动等产生的低频电磁辐射，它们是以微脉动形式出现的电磁波，在电离层与地球表面之间来回传播，地表可以观测到这种微弱的电磁场。同时在地层中可感应出强度不大而分布范围很广的电流场。在地表观测到的较高频率的大地电磁场主要来源于赤道地区的雷电等，可对激电测量带来一定的干扰。由于大地电流场的频谱主要集中于低频部分，频率越低，强度越大，因此在激发极化测量中频率一般选择在0.1-5Hz的大地电流场频谱的低谷上，以避开大地电流场的干扰。本次研究工作中采用的工作频率为4HZ与4/13Hz，避开了大地电流场的峰值影响。

自然电场主要由矿物与溶液的电化学反应和离子过滤、扩散的局部电化学场，具有相对稳定分布较窄的特点。自然电场是直流电场，而双频激电法中使用的是特定的低频交流电场，自然电场对双频激电法等频率域激电法不构成干扰。

5偶然及人文干扰的存在和影响

实际测量中常见到的人文及偶然干扰有地下管道、金属物体、铁轨、高压电线、电话线及50Hz工业游散电流等。这些干扰表现在数据采集中产生的IP异常，对后期成果的分析解释带来困难。在实际施工中实行克服与避让相结合的措施，即有水流、水田干扰的地段，将供电和测量导线架空或绕道铺设；当必须经过公路、桥梁铁护栏、输电线等地物时，选择没有行车经过的时段测量，并对导线进行埋藏保护处理，正确记录测点号和测量极距，以便在后期的数据处理和解释中作为参考。

6地质干扰的存在和影响

地质干扰因素主要包括当地人开采后遗留下的废弃采坑、地表残留的少量矿化程度低的废矿石、地形地质条件等。数据采集过程中，由于地质干扰体的存在，接收机显示的视幅频率FS值往往显示负值且数值极不稳定，通过改善接地条件，多次观测取平均值可压制干扰，取得较好的观测精度。

参考文献：

【1】李金铭.激发极化法技术指南[Ml.北京冲国地质大学，2002

【2】张力，白宜诚，龙慧.应用双频激电偶极剖面法探察水下隐伏断层[J].建筑设计.2006，1(35).

【3】刘宏信等.变频激发极化法在高基多金属矿区的应用效果[l1.西部探矿工程.2005，（11）

篇8

1　摇绳发电

实验背景　长导线在切割地磁场的过程中，产生感应电动势．若长导线构成闭合回路，则在回路中产生感应电流．此实验一般可作为“电磁感应”这部分内容的引入实验，以激发学生的学习兴趣，提高学习的效率．

实验过程　如图1所示，将普通跳绳的两个手柄拆下，一段长3m左右导线的两端分别穿过跳绳的两个手柄，然后与微电流传感器相连，微电流传感器与数据采集器相连．当学生手握跳绳的两个手柄“跳绳”时，由于“绳”在切割磁场，故在计算机的显示屏上出现了如图2所示的“电流－时间”图象．由图象可得，摇绳发电的电流在1mA左右．学生感觉非常神奇．

2　温差发电

实验背景　温差发电是人教版教材选修1－2《能量守恒定律》这部分内容的一个引入实验，目的是说明能的转化与守恒现象，但温差发电所产生的电流很小，即使用灵敏电流计也很难观察到由于温差发电所产生的微电流．由于学生没有切身的感受，故很难理解或想象“两根不同的金属丝、两端不同的温度”尽然能够发电．

实验过程　如图4、图5所示，将一根长度约25cm的铜丝的两端和分别与一根铁丝的两端相连，形成一个环．然后将铜丝剪断，接到温度传感器的两端．铜丝与铁丝相连的一个接头放在酒精灯上烧，另一个接头放入烧杯的冷水中．在计算机屏上显示了如图4所示的图象．可见，两种金属丝的两个连接点由于存在温度差而产生了电流，从而实现了内能与电能之间的相互转化．

3　水果发电

实验背景　由于水果中的汁液是电解质溶液，当在水果当中插入化学活性不同的金属，相当于电解质溶液中插入了两个电极，故整个装置相当于一个电源．当在“两极”连接导线的时候，会产生非常小的电流，用灵敏电流计无法观察到明显的指针偏转现象．

实验过程　如图5所示，在梨上相距2cm左右的距离分别插上细的铁片和细铜片，将铁片与铜片分别与电流传感器相连．通过数据采集器，在计算机屏幕上显示的电流随时间变化的图象如图6所示，由图象可知，其电流大概在0.07mA．

4　圆盘发电

实验背景　1831年法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机．它是利用电磁感应原理制成的人类历史上第一台发电机．其原理如图7所示，圆铜盘安装在水平放置的转轴上，圆盘处在匀强磁场中，两块铜片分别与转轴和铜盘的边缘接触，当铜盘转动时，电阻R中就有电流流过．在处理实际问题时，往往要求学生运用电磁感应现象的有关规律来判断流过电阻R的电流方向．当圆盘转动的时候，电阻中到底有没有电流呢?

实验过程

(1)将一片直径为6cm的铜盘放在带有金属转轴的塑料支架上．

(2)如图8所示，将铜片与塑料支架放人马蹄形磁铁的中间．

(3)取两根普通的导线．在每根导线的一端，将塑料壳里的细铜丝分开，分别与铜片的中心与边缘接触．每根导线的另一端分别与电流传感器相连．

(4)调节DIS实验系统，对电流传感器进行调零和校验，得到如图9所示的图象．

(5)转动铜盘，在计算机显示屏上出现如图10所示的电流随时间变化的图象．

比较图9和图10不难看出，在铜盘转动的过程中由于铜片的每根半径都在不停地切割磁感线，故产生了感应电动势，在闭合回路中产生了感应电流，从理论上可进一步判断流过电流传感器的电流方向．

篇9

【关键词】动生电动势；感生电动势；分析区别

1 动生电动势

如图1，一根金属棒在匀强磁场中沿与棒和磁场垂直的方向以速度V0向右运动。自由电荷（电子）随棒运动。必然受到洛仑磁力作用，而发生运动。电子沿棒运动的速度为U。这样自由电子具有随金属棒运动的速度V0同时还有沿棒运动的速度U，故自由电子相对磁场的合速度为V0。金属棒ab两端因正负电荷分别积累，而形成电动势，Uab>0。

由左手定则可知，由于自由电子相对 磁场以速度V运动，一定会受到洛仑磁力F洛。当F洛的分力F1与F外平衡，F洛的另一分力F2与电场力FE平衡时，金属棒两端建立了稳定的动生电动势。

F洛=eBV其分力F1=eBVcosα=eBu，F2= eBVsinα=eBV0

金属棒ab两端电动势U=BLV0，自由电子受到的电场力FE=eE=eBLV0/L=eBV0 FE与F2等大反向。

F外与F1等大反向（图2）。

H合和F洛等大反向。此时自由电子受到的三个力F洛、F外、FE作用达到平衡。金属棒匀速垂直切割磁感线运动建立了稳定的电动势。E=BLV0从能量转化的观点来看：外力克服洛仑磁力的分力F1做功，机械能转化的电能。在此过程中洛仑磁力起到中转能量的作用。使机械能和电能之间发生转化。

那么洛仑磁力是否做功呢：

F洛的分力F1与V0反向做负功W1，另一分力F2与电子沿棒移动方向U一致做正功W2，则有：

W1=-F1V0t=-eBIV0t

W2=F2Ut=eBV0Ut

W=W1+W1=0

其实洛仑磁力F H合与电子合速度V垂直，其做功为零是肯定的。

我们可以看到动生电动势有以下几个特点：

a.在能量转化上是机械能转化为电能。

b.洛仑磁力参与其全过程并传递能量，实现两种形式的能量转化。

c.因为洛仑磁力与自由电荷合速度方向垂直，洛仑磁力不做功。

d.在切割磁感线情况动生电动势E=BLV。

另外还要注意：

a.闭合电路中哪一部分导体切割磁感线运动，该部分即为电源内电路。其余部分为外电路。

b.当闭合导体中某一部分分别处在大小或方向不同的磁场区域切割磁感线运动时，要分别计算出各个区域中导体两端的电动势，再根据电源极性按电源的串并联问题处理，从而计算出总的电动势。

动生电动势在实际生活中有广泛的应用。略举两例。

1.火车测速时，除用非电学法测定外还用电磁法。在轨道内预埋设矩形线框并与相应电流表连接。火车下部附设强磁铁。当火车通过线框时，由于与磁场相对运动，切割磁感线产生动生电动势。从而产生感应电流。应用传感器把电学量转变为非电学量，把电流值转变为相应的速度值表示出来。其原理如图3：

火车速度与电流成线性关系。

2.电磁阻尼与电磁驱动：

磁电式电流表、万用表等在运输过程中电表指针不可避免地发生摆动。特别是在路况不好、起动、刹车等情况下，指针可能因为摆动幅度大而变形甚至损坏。因为惯性原因即使外包装再安全，也无法避免这种情况发生。如果用导线把电表的两接线柱连接起来，就会大大减轻这种损坏。原因就是：磁电式电表指针摆动时，带动线圈在磁场中摆动，从而发生相对运动切割磁感线，产生动生电动势。

两接线柱短按后，形成电流。电流做功，本业化为电路的内能。实现动能电能内能转化。大大地减少了指针的动能。使指针摆动大大减弱，甚至不摆动。

当然产生的内能是很小的，不会把脆弱的线圈烧坏，我们大可放心。

电磁驱动原理与此相似，也是利用相对运动导体切割磁感线产生动生电动势来完成驱动的。

2 感生电动势

如图金属环垂直磁场方向放置，当磁场突然变化时，（如增大）有麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，则产生逆时针方向的感应电场，在感应电场中的金属导体中的自由电子受到电场力作用，而发生顺时针定向移动，形成逆时针方向的电流。即电磁感应现象。

再如正电荷q在匀强磁场中以速度V作匀速度圆周运动时，若磁场突然增加时，根据麦克斯韦电磁场理论，产生逆时针方向的感应电场，该感应电场的方向恰与正电荷q的运动方向一致，电荷受到的电场力对电荷做正功，使电荷速度增加。反之若磁感应强度突然减弱，则电场力对电荷做负功，电荷速度减小（图4）。

麦克斯韦电磁场理论与法拉第电磁感应理论相比较，其不同之处是麦克斯韦认为只要磁场发生变化，不论该空间有无闭合导体，都会产生感应电场。正是由于变化的磁场产生的感应电场，使闭合导体中的自由电荷受到电场力，而驱动电荷定向移动形成电磁感应现象。

按照上述理论上面两个例子其实质是相同的。

我们看到感生电动势有以下几个特点：

a.能量转化上看是：电磁能转化为电能。

b.其过程：磁场变化――产生感应电场――闭合导体中的自由电荷受到电场力作用，发生定几移动――形成感应电流。

c.对于一个确定的闭合电路来讲，磁场变化即磁通量变化。可用公式E=nΔΦ/Δt计算，感应电动势的大小。用楞次定律增反减同判定感应电流的方向。

我们还要注意到：

a.在整修闭合电路中处在变化的磁场中的部分为电源内电路，其余为外电路。

b.如果闭合电路中既有导体切割的情形，又伴随磁场强弱变化，则要分别计算出动生感生两种电动势，再根据电源的根性照串联电池组处理。

感生电动势也与工农业生产日常生活密切相关。如：变频加热炉，其外侧线圈中通入变频交变电流把待加热的导电物体放入炉内腔。由于变频电流在内腔产生变化率很大的磁通量，从而产生很高的感应电动势。在待加热的导体内产生很强的涡流由于电流热效应而产生大量的热，把待加热的物体熔化。

再如：高压、低压两套平行输电线路应相隔一定距离，才能保证输电安全。这是因为：同一电线杆上在高压电路输电的情况下，即使下面低压电路中拉闸断路，由于长距离平行发生电磁感应，低压电路中也会出现较强的电动势，容易发生触电事故。

3 从能量转化和守恒定律方面看两种电动势

在电磁感应现象中，其文形式的能通过动生、感生两种形式的电动势转化为电能。两种形式的电动势的区别是：动生电动势是外力做功机械能转化为电能。感生电动势则是通过电场力做功把磁场能转化为电能。

两种电动势形成过程又有共同点：它们在形成的过程中闭合电路的磁通量发生变化。故都可以由法拉第电磁感应定律计算电动势的大小：

E=nΔΦ/Δt当然对于导体切割磁感线的情形下应用E=BLV计算更显简便。即：E=nΔΦ/Δt能代替E=BLV计算。但E=BLV不能代替E=nΔΦ/Δt。因为导体切割只是一种特殊情形。两式是全部与局部的“面”“点”关系。从能量转化和守恒定律的高度看愣次定律：正是要克服某种阻碍作用做功，才能使其它形式的能通过做功转化为电能。没有这个做功过程，就不会完成其它形式的能和电能的转化。举一个简单的例子：

如图金属棒ab 在拉力F作用下，沿水平放置的平行导轨以速度V向右匀速滑动，磁场垂直导轨平面磁感强度为B导轨宽度为L，电阻的

阻值为R其余电阻不计求外力及安培力和电阻R的功率（图5）。

E=BLV I=BLV/R

F安=BIL=B2L2V/R

P安=F安V= B2L2V/R

F安=F外

P外=F外V= B2L2V/R

电阻R的热功率：PQ=I2R= B2L2V/R

篇10

下面我结合教学体会,谈谈“探究法”在电磁感应教学中的应用。

一、提出问题,激发学生兴趣

“问题”是研究课题的出发点、关键点,教师只有明确课题所要解决的中心问题,才能激发学生的兴趣,调动学生的思维,让思维围绕“问题”展开。

在教学电磁感应的内容时,我指出:“丹麦物理学家奥斯特发现电流能够产生磁场,反过来,磁场能否产生电流呢?电磁感应的中心问题就是如何利用磁场获得电流。今天人类社会早已从蒸汽机时代过渡过电力时代,可见,电磁感应现象的研究具有重大的理论意义和实际意义。”

二、解决问题,调动学生思维

利用磁场获得电流,当然离不开两个条件:其一是磁场,其二是闭合电路。我给学生提供以下器材:条形磁铁、蹄形磁铁,灵敏电流表、多匝正方形线框、小螺线管A、大螺线管B、小磁针、单刀单掷开关、滑动变阻器、干电池组、导线若干,根据磁场来源把学生分为两组:第一组学生研究用磁铁获得电流,第二组学生研究用干电池提供电流形成磁场获得电流,学生之间相互讨论、交流、争论,经过二十分钟时间,两组学生分别得到产生电流的几种情况,最后归纳结论:(由指定组长发言)第一组:“只要导体切割磁感线,电路中就产生电流。”第二组:“只要提供磁场的闭合回路中电流变化,电路中就产生电流。”

我针对第一组结论提问:“如果整个电路均在匀强磁场中做切割磁感线运动,还会形成电流吗?”学生开始交头接耳,进而产生怀疑,我因势利导,提出通过实验来检验。语音刚落,就有学生建议:“把正方形线框改制成边长较短的多匝小线框,放入由两个并排放置的蹄形磁铁的N、S极之间,并做水平运动,看与之相接的电流表指针是否摆动。”我点头赞许,同时指出:“由于实验室提供的灵敏电流表‘灵敏’有限,若线框中存在电流太小,指针就不会发生偏转,同学们想想能否找到更好方法检验线框中电流?”经过短暂的讨论后,学生建议在线框经过区域附近放一枚小磁针、若线框中有电流,小磁针一定会偏转。学生通过亲自实验,得到“只要闭合电路的一段导体切割磁感线,就产生电流”的结论。

针对第二组结论,我和学生共同完成实验操作。当学生调节调动变阻器使电流增大时、我把小螺线管A从大螺线管B中向上拨出,这时电流表指针没有偏转;当学生调节滑动变阻器减小电流时,我把小螺线管A向下插入,指针也不偏转。经过思考,学生把结论改为:“只要闭合电路中的磁场变化,电路中就产生电流。”

我概括总结,并提问:“以上两组情况都能得到电充,我们能否把它们统一起来,得出任何情况都适用的获得感应电流的普遍结论?”对学生进行科学思想教育:“物理跟其它自然学科一样,每当遇到困难和挑战的艰难时刻,要求我们冲破旧观念束缚、展开新思维,提出解决问题的新概念、新模型。对这些新的概念、模型,我们在实验过程中要不断加以改进、完善,如果是错误的就抛弃,直至得到正确的客观结论。”

引入磁通量概念,学生结合实验分析,很快明白产生感应电流的条件。

三、反思问题,激励学生攀登科学高峰

“磁生电”是十九世纪电磁研究领域中最伟大的发现之一,当时的许多科学家,如奥斯特、安培、菲涅耳、亨利、楞次都与其中,但成功的大门最终只向仅在普通学校受到最平常教育,年轻时在书店当过装订学徒工的铁匠儿子――法拉第――开启。法拉第做了近十年“磁生电”实验,他在工作日记中记下了大量毫无意义的失败记录。厚厚的日记册正是法拉第百折不挠、坚持不懈的见证。

法拉第成功的主要原因,第一是在对实验现象判断分析方面比别人具有更深邃的直觉洞察力,他能抓住电磁感应是暂态效应,牢牢把握“暂态”这一关键,不断改进实验方法、增强实验效果。第二是在理论上大胆创新,敢于提出新思想、新观念。他在物理学界第一个提出“场”概念,假想磁感线形象描述场的强弱,进而引入磁通量概念,从本质上把电磁学研究推进了一大步,为建立完整的电磁理论打开了大门。

今天,我们在电磁学的教学中,除了传授电磁理论知识外,更要注重这些系统知识的艰苦探索历程,培养学生永不言弃的追求精神、滴水穿石的坚韧毅力;培养学生对物理现象的敏锐洞察力;培养学生一切从实验出发,理论联系实际的好学风;培养学生勇于创新、勇于突破、勇于提出解决问题的新思路、新观点、新方法,不断提高学生的综合素质,激励学生奋力拼搏、刻苦钻研,努力攀登科学事业的高峰。

参考文献: