时间:2023-05-29 17:49:24
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇感应电流,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
例1磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于
xOy平面内,长边MN长为
l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于
x轴,如图1所示.列车轨道沿
Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿
Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移.设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式;
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v 时驱动力的大小.
解析:(1)由于列车速度与磁场平移速度方向相同,导致穿过金属框的磁通量发生变化,由于电磁感应,金属框中会产生感应电流,该电流受到的安培力即为驱动力.
(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大,导致线框中电流最强,也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大,因此,d应为
λ2的奇数倍,即
(3)由于满足(2)问条件,
据闭合电路欧姆定律有
根据安培力公式,MN边所受的安培力
PQ边所受的安培力
根据左手定则,MN、PQ边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小
联立解得
点评:注意理论联系实际,关注最新社会热点、身边物理,已成为物理高考的一大亮点.本题磁悬浮列车是一个新型交通工具,在上海已投入使用.线圈两边运动方向相同,要线圈感应电动势最大,线圈两边磁场方向必须相反且最大,线圈两边受力方向也相同,合力最大.
例2在t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图3所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为
l0,整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.
若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=l0、
ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止,求:
(1)①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
②线框所受安培力的大小和方向.
(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出t=0时磁感应强度的波形图,并求波长λ和频率f.
解析:(1) ①切割磁感线的速度为v,任意时刻线框中电动势大小
导线中的电流大小
②线框所受安培力的大小和方向
由左手定则判断,线框所受安培力的方向
始终沿x轴正方向.
(2)磁感应强度的波长和频率分别为
t=0时磁感应强度的波形图如图4.
点评:计算电动势也可用E=
ΔΦΔt计算,例1是在该题基础上变形.此类题题目长,干扰信息多,涉及的对象和过程常常较多,计算过程复杂.仔细审题后,首先要能将实际问题“翻译”成某一清晰的物理过程模型,然后运用相关物理规律求解.
例3如图5(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上.导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内.
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2;
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?
(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图5(b)所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小.
解析:(1)导体棒所达到的恒定速度v2,线框中电动势大小
B=BL(v1-v2),
线框中电流为 I=ER,
导体棒受安培力
(2)由上式,f越大,v2越小,v2最小为0
所以
(3)设导体棒以恒定速度v2运动,单位时间内克服阻力所做的功:
电路中消耗的电功率:
(4)设磁场加速度为a, 金属棒的加速度为a′,当金属棒以一定的速度v运动时,受安培力和阻力的作用,由牛顿第二定律
由图可知,在t时刻导体棒的瞬时速度大小为
v1-v2为常数,即导体棒与磁场加速度相等a=a′,则
,可解得:a=a′=
点评:要使金属棒匀加速,磁场与金属棒速度之差应为定值,两者加速度相等是不太好判断的,但若从相对速度考虑会简单些,即导体棒相对磁场速度是定值,安培力是定值,加速度不变,即磁场与金属棒加速度相等.
例4随着越来越高的摩天大楼在各地的落成,至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了.这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这样钢索会由于承受不了自身的重量,还没有挂电梯就会被扯断.为此,科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题.如图6所示就是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=1 T,两磁场始终竖直向上作匀速运动.电梯桥厢固定在如图6所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图6中未画出),并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为
5×103 kg,所受阻力f =500 N,金属框垂直轨道的边长Lcd =2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻
R=9.5×10-4 Ω,假如设计要求电梯以v1=10 m/s的速度向上匀速运动,那么
(1)磁场向上运动速度v0应该为多大?
(2)在电梯向上作匀速运动时,为维持它的运动,外界必须提供能量,那么这些能量是由谁提供的?此时系统的效率为多少?
解析: (1)当电梯向上匀速运动时,金属框中感应电流大小为
金属框所受安培力 F=2B1ILcd (2)
安培力大小与重力和阻力之和相等,所以
由(1)(2)(3)式求得:v0=13 m/s.
(2)运动时电梯向上运动的能量由磁场提供.
磁场提供的能量分为两部分,一部分转变为金属框的内能,另一部分克服电梯的重力和阻力做功.当电梯向上作匀速运动时,金属框中感应电流由(1)得:
金属框中的焦耳热功率为:
而电梯的有用功率为:
P2=mgv1=5×105 W (5)
阻力的功率为:
P3=fv1=5×103 W
(6)
从而系统的机械效率
η=P2P1+P2+P3×100%=76.29%(7)
点评:此题的实质是利用了金属导体切割磁感线产生感应电动势,从而产生了安培力,由于出现了相对运动,切割速度必须是相对速度.有的同学不能从能量角度来分析问题,不能找出能量的来源.
例5磁悬浮列车的原理如图7所示,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场B1、B2,导轨上有金属框abcd,金属框的面积与每个独立磁场的面积相等.当匀强磁场B1、B2同时以速度v沿直线导轨向右运动时,金属框也会沿直线导轨运动.设直导轨间距为L=0.4 m,B1=B2=1 T,磁场运动速度为v=5 m/s,金属框的电阻为R=2 Ω.试求:
(1)若金属框不受阻力时,金属框如何运动?
(2)当金属框始终受到f=1 N的阻力时,金属框相对于地面的速度是多少?
(3)当金属框始终受到1 N的阻力时,要使金属框维持最大速度,每秒钟需要消耗多少能量?这些能量是谁提供的?
解析:(1)分析ac和bd边产生的感应电动势,由于磁场方向相反,且线圈相对于磁场向左运动,因此,在如图8位置的电动势方向相同
(逆时针),根据左手定则,ac和bd边受到的安培力都向右.所以金属框做变加速运动,最终
做匀速直线运动.
(2)当金属框受到阻力,最终做匀速直线运动时,阻力与线框受到的安培力平衡.设此时金属框相对于磁场的速度为v则
所以金属框相对于地面的速度为
v=v0-v相对=1.875 m/s.
(3)要使金属框维持最大速度,必须给系统补充能量:一方面,线框内部要产生焦耳热;另一方面,由于受到阻力,摩擦生热.设每秒钟消耗的能量为E,这些能量都是由磁场提供.
由于摩擦每秒钟产生的热量为Q1:
Q1=fs=fvt=1.875 J
每秒钟内产生的焦耳热
Q2=I2Rt=
(2BLv相R)2Rt
=3.125 J.
每秒钟需要消耗能量Q=Q1+Q2=5 J.
根据能量守恒可知这些能量都是由磁场提供.
楞次定律在高中物理知识体系中占有非常重要的地位,在判断感应电流方向时具有不可替代的作用。但是初学者往往对该定律的内容难以理解,即便是理解也常处于浅层和表象,在实际应用时会出现一系列问题。为了便于读者深刻领悟、有效掌握和应用好该定律,本文从以下几个方面进行解读、剖析。
一、楞次定律内容的理解
楞次定律的内容:“感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场方向总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化。”该定律包含以下几个方面的信息:1.定律指出了感应电流的磁场方向,没有直接指明感应电流的方向。2.感应电流的磁场方向如何判断,定律当中用“阻碍”两字恰到好处地进行了描述,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,由于引起感应电流的磁通量就是原磁场的磁通量,故感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。3.磁通量的变化不外乎两种情况:一是磁通量增加,二是磁通量减小。若是前者必然是阻碍磁通量的增加,则感应电流的磁场方向必与原磁场方向相反;若是后者必然是阻碍磁通量的减小,则感应电流的磁场对原磁场进行补偿,使感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。以上分析过程可概括为四个字:“增反减同”。“增反”指原磁通量增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反;“减同”指原磁通量减小时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相同。
二、楞次定律与能量守恒定律的关系
楞次定律可以有不同的表述方式,但各种表述的实质相同。楞次定律的实质是:产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律。如果感应电流的方向违背楞次定律规定的原则,那么永动机就是可以制成的。下面分别就三种情况运用反推法说明。
(1)磁通量变化型:如果感应电流在回路中产生的磁场促进引起感应电流的原磁通量变化,那么,一旦出现感应电流,引起感应电流的磁通量变化将得到加剧,则感应电流进一步增加,磁通量变化也进一步加剧……感应电流在如此循环过程中不断增加直至无限值,从而无需消耗外界能量就可以获得足够多的电能,这显然违反能量守恒定律。
(2)导体棒切割型:如果构成闭合回路的导体棒作切割磁感线运动时产生的感应电流在磁场中受到的安培力方向与导体棒相对运动方向相同,安培力就会使导体棒加速,导体棒加速致使电路中产生更强的感应电流……如此循环,导体的运动速度将不断增大,动能不断增大,电路中产生的电能和在电路中损耗的焦耳热都将不断增大,却不需外界做功,这也是违背能量守恒定律的。
(3)发电机:如果发电机转子绕组上的感应电流的方向,与作同样转动的电动机转子绕组上的电流方向相同,那么发电机转子绕组一旦转动,产生的感应电流就立即成了电动机电流,绕组将加速转动,结果感应电流进一步加强,转动进一步加速……如此循环,这个机器既可以作为发电机输出越来越大的电能,又可以作为电动机对外做功。显然这种永动机是不可能制成的。
三、楞次定律的推广
楞次定律的最初表述是从感应电流的磁场总是要阻碍原磁通量的变化这一角度来确定感应电流方向的。将这一内在的、必然的电磁感应规律深度推广后不难发现:为了阻碍原磁通量的变化,与电磁感应有关的一切现象、规律必然会向着阻碍磁通量变化的趋势进行。这一推广真正体现了“阻碍”的本质含义,也进一步揭示了“感应电流的效果总是要反抗引起感应电流的原因”这一因果制约关系。引起磁通量的变化的原因是多方面的,但根据磁通量的计算不难发现引起磁通量变化的原因无外乎以下几种情况:①由磁场变化引起;②由面积变化引起;③由磁感应强度与面积的夹角变化引起;④以上情况兼而有之。综上所述阻碍磁通量变化的形式将呈现多样性、丰富性─―可能是磁场阻碍,可能是电流阻碍,也可能是运动阻碍,还可能是通过力来阻碍等等。但无论是哪一种方式的阻碍,其实质一定都是阻碍了原磁通量的变化。那么这种阻碍为什么“不彻底”――并没有阻止原磁通量的变化,而只是在某种程度上推迟、延缓了原磁通量的变化呢?我们知道原磁通量的变化是主动变化,而感应电流的磁场则是被动产生,因此根据主动大于被动这一基本原理可知,感应电流的磁场只能阻碍而不能阻止原磁通量的变化。推而广之,上述各种方式的阻碍都是因被动的感应电流而产生,所以出现的结果就只能是“阻碍”而不是“阻止”。
本实验设计利用螺线管配合发光二极管,演示强磁铁迅速插入和拔出螺线管时感应电流方向的变化,再利用磁感线模拟强磁铁进出螺线管时原磁场和感应电流磁场的方向,将抽象变为可视直观,验证了楞次定律,提高了课堂效率。
一、制作实验装置
1.实验装置图
如图1所示,面板上带有磁感线的模拟设计、电路如图。
2.制作材料
圆柱形钕铁硼超强磁铁,大螺线管基槽,0.13mm的铜线500g,红、蓝光5mm的LED灯各4个,长30cm、宽20cm的铝缩板材四块,木方两根,自制模拟磁感线等。
3.制作方法
(1) 制作底座框架
将两根木方用薄角铁制成高8cm的稳定支架,在支架上用螺丝固定铝缩板材,并将四块板材重叠,其中一块作为基材用来安装螺线管、二极管及平面图,其他板材割掉一半,便于观察二极管和电路图;剩余的一半在中间靠右的地方挖成螺线管大小的窟窿,露出螺线管。
五块板材用固定台历的钮钩固定在一起,像一本活页书籍,可以自由翻转。
(2)制作螺线管
用螺线管基槽把铜线有顺序地绕在螺线管上,绕2000匝左右,标出缠绕方向,然后用焊锡固定,留出两根接线柱。
(3)制作二极管电路
红、蓝二极管分别焊在两块电路板上,每块电路板上并联四个LED灯,把两块电路板上的LED灯反接并联,用导线与螺线管连接,形成闭合回路。
(4)制作模拟磁感线
用flash制图,分别画出强磁铁N、S极进入和拔出螺线管时原磁场磁感线、感应电流磁场的磁感线分布,以及模拟闭合回路中磁通量变化过程中原磁场和感应电流的磁场关系,面板上红色磁感线为原磁场磁感应线,黑色磁感线为感应电流磁感线。
(5)制作强磁铁
强磁铁吸附在普通条形磁铁N、S极,即可以区分强磁铁的N极和S极。
二、演示实验
把螺线管、LED电路板固定在铝缩板基材上,磁感线模拟图固定在其他四块板材上便可以进行实验。
1.观察现象,激发求知欲望
首先把磁铁的N(或S)极迅速插入和拔出螺线管,学生会观察到LED灯发光,证明线圈中产生了感应电流;LED灯发光顺序不同,证明感应电流方向不同。学生看到了感应电流产生的过程,激发了探究感应电流方向影响因素的欲望。
2.验证楞次定律
如图2,当N极向下插入螺线管瞬间,面板上右侧蓝色二极管发光,可结合模拟磁感线解释现象:N极向下插入螺线管瞬间,原磁场方向向下,穿过闭合回路的磁通量增加,产生了感应电流,感应电流从蓝色二极管正极进入所以发光,俯视看为逆时针,由右手螺旋定则知感应电流的磁场向上。
如图3,当N极向上拔出螺线管瞬间,面板上左侧红色二极管发光,可结合模拟磁感线解释现象:N极向上拔出螺线管瞬间,原磁场方向向下,穿过闭合回路的磁通量减少,产生了感应电流,感应电流从红色二极管正极进入所以发光,俯视看为顺时针,由右手螺旋定则知感应电流的磁场向上。
如图4,当S极向下插入螺线管瞬间,面板左侧红色二极管发光,可结合模拟磁感线解释现象:S极向下插入螺线管瞬间,原磁场方向向上,穿过闭合回路的磁通量增加,产生了感应电流,感应电流从红色二极管正极进入所以发光,俯视看为顺时针,由右手螺旋定则知感应电流的磁场向下。
如图5,当S极向上拔出螺线管瞬间,面板右侧蓝色二极管发光,可结合模拟磁感线解释现象:S极向上拔出螺线管瞬间,原磁场方向向上,穿过闭合回路的磁通量减少,产生了感应电流,感应电流从蓝色二极管正极进入所以发光,俯视看为逆时针,由右手螺旋定则知感应电流的磁场向上。
三、实验结论
本文以鲁科版《物理》选修3-2,“感应电流的方向”一节教学为例,谈谈笔者的浅见。
一、留白的教学作用
1.激发学习兴趣
第斯多惠指出:“教学的艺术不在于教授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”教学中有意识地留白,对一部分内容暂时隐匿,使学生处于“愤”“悱”的状态,进入“此时无声胜有声”的境界,学生将获得高峰体验,从内心兴趣物理学习。比如,为探索“磁通量变化与感应电流方向的关系”,可从电磁感应现象入手,引导学生观察电流表指针偏向,发现不同实验条件下感应电流方向不同。再给学生留白,提出问题:①磁通量变化与感应电流方向的关系如何?②如何确定感应电流的方向?③能否设计一个研究该问题的实验?④这个实验的原理是什么?⑤需要什么仪器?⑥具体操作步骤如何?这些问题激起了学生学习兴趣和探索欲望,同时也感到困难不少,这对生成“楞次定律”这一新知识学习将十分有益。
2.拓展思维空间
苏霍姆林斯基说过:有经验的教师往往只是微微打开一扇通往一望无际的知识原野的窗子。留白并不是弃舍这部分知识,而是通过留白来调动学生思维的主动性和积极性,使学生的思维从自由王国走向必然王国,达到启动灵感阀门的效果。续前例,学生独立探索这6个问题后,要马上找到“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”有较大困难。可先通过师生对话,让学生从原有认知结构中提取相关概念:感应电流方向、感应电流磁场方向、原磁场方向、原磁场磁通量的变化。再留出下面这四个“空白”,以拓展学生的思维空间。
①对象转换——变探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”为寻找“感应电流磁场方向与原磁场方向的关系”;②初步探索——感应电流磁场方向与原磁场方向的关系;③深入探索——感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化的关系;④升华结论——感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化关系的辩证认识。
在学生灵感被启动后,就能顺利地完成对“感应电流方向与原磁场磁通量变化关系”的探究。
3.培养创新精神
有了“空白”,必然要“补白”。补白的方式是对问题的探究,补白的基础是积极的思维。补白过程能加深对所学知识的理解,使大脑思维高度活跃,这十分有利于学生创新精神的培养。续前例,用如图1装置探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”,如何“增加或减少穿过螺线管的磁通量”,学生创造性地提出了三种方案:①一根条形磁铁不插入,而仅是靠近或远离螺线管;②先将一根条形磁铁插入螺线管,并保持静止,再将另一根条形磁铁插入或拔出螺线管;③一根条形磁铁插入或拔出螺线管。
三个方案何者更有优,这个“空白”让学生剖析和辩别,最后一致认为方案①效果不佳,应该淘汰。而方案②和③何者更优,一时争论不休。在教师启发下,复习感应电动势大小的决定因素后,学生认识到只要插入或拔出条形磁铁速度相同,这两个方案的效果是相同的,为节省器材和容易操作,选择方案③。
4.提高反思能力。
学生在补白过程中,一定要经常反思当前学习状态,检索原有认知系统,调整思考方向,改变应对策略,才能找到思维的突破口。长期坚持,学生的反省能力将逐渐提高,进入善学乐学的佳境。
续前例,完成实验操作后,得到下面表格。
如果留空白为:从上表中找到“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”,则难度过大,学生一时难以“补白”。教师应适当帮助学生调整思考方向,将留白调整为:分析与 方向的关系。大部分学生能独立发现:“穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向;穿过螺线管的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场同向。”
5.优化认知结构
留白的心理机制是让学生大脑中现有的“完形”产生“缺口”、“缺陷”,补白就是度过这个缺口、弥补缺陷,组织或构造新的“完形”。很明显,补白过程就是优化认知结构,升华知识的过程。
续前例,找到了方向关系后,要得到更为准确和简洁的楞次定律。教师先留第一个空白,让学生找到“感应电流磁场方向与原磁场磁通量变化的辩证关系”,再通过教师点拨,同伴协商、交流、对话、辩论,让学生再补好第二个空白——“感应电流磁场方向和原磁场磁通量变化的相对关系”,最后顺利地生成“感应电流磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化”的结论,优化学生的认知结构。
二、留白的一般方法
1.引爆法
围绕教学目标,精心设计教学预案,给学生在观察、比较、判断、猜测、推理、验证等某一思维过程中留白,造成暂时性的“完形”刺激,点燃激情、引爆思维,学生会情不自禁地在知识海洋中寻觅真知。
续前例,引入课题中,学生补白时提了6个问题。教师引导学生认识到解决这些问题的关键是设计一个电路来探索“感应电流方向与原磁场磁通量变化的关系”,即解决问题③④⑤。对此学生十分感兴趣,热情高涨,跃跃欲试,思维爆发,选择了不同仪器,设计了好多不同电路,顺利地突破了电路设计这个教学难点。
2.点晴法
帮助学生复习旧知,扫除障碍,作好铺垫后,在唤起联想的基础上,留给学生探索的空间,让他们自己找到解决问题的关键。也就是在解决问题时,教师搭建框架,留出关键之处,让学生穿越。“龙”由老师画,“睛”由学生点。
续前例,学生对实验结果分析时,有部分学生提出了这两个结论:①条形磁铁向下运动时,感应电流的磁场与原磁场反向;条形磁铁向上运动时,感应电流的磁场与原磁场同向。②条形磁铁靠近螺线管时,感应电流的磁场与原磁场反向;条形磁铁远离螺线管时,感应电流的磁场与原磁场同向。对这两个结论,教师只需提醒学生研究的问题是“感应电流方向与原磁场磁通量变化关系”,用“条形磁铁的运动情况”来说明结论,太过肤浅。学生就能找到“感应电流磁场与原磁场磁通量变化的关系”。
3.示错法
教学中先有意示错,制造悬念,再恰当留白,引导学生分析、探究找到错误原因,使学生对教学内容高度兴奋,从而建立起牢固的认知。
关键词:活动探究式;教学设计;活动情境;设计思想
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)2-0004-4
“楞次定律”是高中物理电磁学部分的重要内容。从知识结构上来看,前面一节内容解决了感应电流产生的条件。那么,自然就有学生提出感应电流的方向如何判定、大小怎么求解的问题。感应电流方向的判定问题就是第三节要解决的问题。因此,感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系是本节的教学重点。同时,由于规律本身比较抽象,学生没有相应的生活经验,所以又是教学的难点。根据新课程标准和学生的认知水平,采用“活动探究式”教学,即:创设问题情境—学生讨论—猜想—设计实验—探索实验—分析实验现象—建构楞次定律—结论应用。
学情分析:
学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化;已经知道了条形磁铁的磁感线的分布;学生已经利用实验器材(条形磁铁、电流计、线圈等)研究感应电流产生的条件。
教学方法:活动探究法。
教学用具:
分组实验仪器:条形磁铁、电流计、线圈、滑动变阻器、电键、双环、导线若干;
演示实验仪器:铝管两根(1米)、强磁性球、铁球、条形磁铁。
活动过程:
活动1 演示实验,激发学生的探索热情,引入新课。
教师演示“落磁实验”(如图1所示),将强磁性球和铁球从同一高度由静止自由释放分别通过铝管。为什么强磁性球比铁球下落得慢呢?一下子就激发了学生的探索热情,学生猜想可能是感应电流的磁场起了“阻碍”作用,教师顺势引入新课,学完楞次定律我们就能揭开这一奇妙现象的神秘面纱。
图1 落磁实验
活动2 分组完成双环实验,观察记录实验现象,分析实验现象,猜想“决定感应电流方向的因素”。
学生分组实验:
探究目的:猜想决定感应电流方向的因素。
实验器材:双环、条形磁铁。
实验装置:如图2所示。
图2 双环实验
师:哪个铝环能产生感应电流,怎样使它产生感应电流?
生:闭合的铝环才可能产生感应电流,只要改变通过它的磁通量就可以使它产生感应电流。
实验方案设计:
师:如何设计实验才能证明其中确实有感应电流呢?下面请同学们分组讨论,一会儿请同学汇报讨论的结果。
生:磁铁的一极靠近或远离闭合铝环时,铝环产生了运动,这种运动是磁铁的磁场对环中产生的感应电流的作用,这就证明了环中有感应电流产生。
师:那么,我们再讨论一下磁铁靠近或远离闭合铝环时感应电流的方向如何确定?
生:环中感应电流相当于小磁针,可根据运动情况和右手螺旋定则判断。
观察与记录(如图3所示):
图3 双环实验探究
学生分析猜想:感应电流的方向与原磁场的方向、磁通量的变化有关。感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化(增反减同,来拒去留)。
活动3 分组实验,进一步验证学生在活动2中猜想“决定感应电流方向的因素”的正确性。实验探究,观察、记录、分析实验现象,构建楞次定律。
师:如何才能知道电流计指针偏转方向与电流流向之间的关系?
是否可以通过实验来确定?(学生先思考,再分组讨论,设计实验方案)
生:将电源、电键、滑动变阻器、灵敏电流计用导线构成闭合回路,根据电源正接和反接两种情况下电流计指针的偏转,即可判定电流方向与指针偏转方向之间的关系。
学生分组实验:学生按如图4所示接好电路,探究指针偏转方向与电流流向之间的关系,并总结得出结论。
学生:电流从电流计的左接线柱流入,指针向左偏转;电流从电流计的右接线柱流入,指针向右偏转。
学生分组实验进一步验证活动2中学生的猜想。
探究目的:
1)感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系?
2)感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系?
实验器材:条形磁铁、螺线管、灵敏电流计。
实验电路:如图5所示。
观察与记录(如图6所示):
师:可以根据以上实验现象概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系吗?
生:很难。
师:是否可以通过一个中介——感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系?
生:可以。磁铁磁场的变化在线圈中产生了感应电流,而感应电流本身也能产生磁场,感应电流的磁场方向既跟感应电流方向有联系,又跟引起磁通量变化的磁场有关系。
师:请同学们根据实验观察来分析三者之间的关系。
学生分析结果展示(如表1所示):
学生归纳总结,自然建构楞次定律。
楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
活动4 深入理解楞次定律,从不同角度来分析“阻碍”的含义。
师:谁起阻碍作用?(如图7所示):
生:感应电流的磁场。
师:阻碍什么?
生:引起感应电流的磁通量的变化。
师:如何阻碍?
生:增反减同。 师:能否阻止?
生:否,只是使磁通量的变化变慢。
师:阻碍的方式还有哪些?
生:“来拒去留”感应电流的磁场总要阻碍相对运动。
生:从线圈面积变化看:“增缩减扩”。
活动5 实例分析,程序知识显性化,建构应用楞次定律解题的一般思维程序。
例题 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图8所示,软铁环上绕有A、B两个线圈,当A线圈电路中的开关断开的瞬间,电流计中的感应电流沿什么方向?
师:闭合回路中原磁场的方向?
生:顺时针。
师:开关断开瞬间,原磁通量如何变化?
生:减小。
师:感应电流的磁场方向如何?
生:顺时针。
师:电流计中感应电流的流向?
生:向左。
师:请同学们归纳总结出应用楞次定律解题的一般思维程序?
学生进行小组讨论,成果展示,如图9所示。
活动6 应用楞次定律解释“落磁”实验现象,首尾呼应,结束新课。
师:是什么阻碍了磁性球的下落?
生:感应电流的磁场。
学生应用楞次定律解释“落磁”实验现象,亲手揭开了这一奇妙现象的神秘面纱,体会到成功的喜悦。
设计意图:
教师利用教科书提供的素材,设置富有探究性的活动情境,以情激趣,引导学生观察、分析实验现象,合作交流,寻找共性,归纳和总结规律,达到楞次定律的自然生成以及应用楞次定律解决实际问题的能力。
兴趣是最好的老师。因此,在楞次定律的活动教学设计中,通过“落磁”引入新课,激发学生的探索热情。不断创设生活化和富有探究性的问题情境,以情激趣,引导学生通过自主活动探究,体验用感应电流判定方法引入楞次定律的建构过程,建构楞次定律解题的思维程序以及逐步揭示楞次定律的本质。在整个活动教学过程中:教师不再是演员,而是导演;学生不再是观众,而是主角。教师充分发挥学生的主动性,让他们自主地参与到活动探究中去,真正做课堂的主人,使课堂充满生命力。
参考文献:
[1]胡东芳,孙军业.困惑及其超越—— 解读创新教育[M].福州:福建教育出版社,2001.
1楞次定律的三种表现形式
俄国物理学家楞次在电磁学领域作出了杰出贡献,他在安培电动力学和法拉第电磁感应现象研究的基础上,结合大量实验事实提出:感应电流方向具有这样的特征,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.一般而言楞次定律有三种典型表现形式,通过对三种典型表现形式的分析,可以深刻体会楞次定律的含义.
1.1增反减同
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,可以用“增反减同”判断感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系.当原磁通量增加时,感应电流的磁场要阻碍原磁通量增加,方向与原磁场方向相反;当原磁通量减小时,感应电流的磁场要阻碍原磁通量减小,方向与原磁场方向相同.
例题1如图1所示,水平放置的长方形线圈abcd,在条形磁铁N极附近竖直下落,从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感应电流
A.沿abcd流动B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
思路分析本题考查用楞次定律对闭合回路中感应电流方向的判断.关键是要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感应线方向相反.由条形磁铁的磁感应线分布可知,线圈经过位置Ⅱ时磁通量为零,线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,磁通量向上且大小在减小,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,磁通量向下且大小在增加,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向上,所以线圈中感应电流方向应该沿abcd流动.
点评明确穿过闭合回路的磁通量向什么方向怎样变化,然后根据“增反减同”判断感应电流磁场的方向,再根据右手螺旋定则得到感应电流的方向.
1.2来拒去留
当导体与磁场发生相对运动的情形时,可以用“来拒去留”判断导体中感应电流在磁场中受到的安培力对导体运动的影响.当导体靠近磁场时,安培力阻碍导体靠近磁场;当导体远离磁场时,安培力阻碍导体离开磁场.
例题2如图2所示,粗糙水平桌面上放置一质量为m的金属长方形线圈.当一竖直放置的条形磁铁快速从线圈中轴线AB正上方经过时,如果线圈始终不动,则线圈受到水平桌面的支持力FN以及线圈在水平方向运动趋势的正确判断是
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
思路分析条形磁铁向右通过线圈过程中,从条形磁铁相对线圈运动角度看,水平方向先靠近再远离,因此条形磁铁与线圈水平方向上先相互排斥再相互吸引;竖直方向同样是先靠近再远离,同理在竖直方向上条形磁铁与线圈先相互排斥再相互吸引.因此线圈受到水平桌面的支持力FN先大于mg后小于mg,水平方向运动趋势始终向右.
点评“来拒去留”反映了磁体与线圈之间发生相对运动时,感应电流受到的安培力对相对运动的阻碍作用.是一种很巧妙的解题技巧.
1.3增缩减扩
当穿过闭合回路的磁感应强度发生变化时,可以用“增缩减扩”判断闭合回路有效面积的变化趋势.当磁感应强度增强时,闭合回路的有效面积有缩小趋势阻碍磁通量的增加;当磁感应强度减弱时闭合回路的有效面积有增大趋势阻碍磁通量的减小.
例题3如图3所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O自由转动的闭合长方形导线框,当滑动变阻器R的滑片从左向右滑动过程中,试判断线框ab的运动情况是
A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动
D.发生转动,由于不明确电源极性,无法确定转动方向
思路分析由图示电路,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中的电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减小,根据楞次定律,线框ab将顺时针转动,使得与磁感应线垂直的投影面积增大,从而增大穿过线圈的磁通量,以阻碍原磁通量的减小.此题与电源的极性是否明确无关.
点评“增缩减扩”巧妙地反映了磁感应强度发生变化时,线圈有效面积变化的趋势,体现了楞次定律“阻碍”的深意.
2从能量守恒定律角度审视楞次定律
能量守恒定律是自然界的普适规律,对自然科学有着极其重要的指导性作用.楞次定律的本质可以理解为能量守恒定律在电磁现象中的具体表现.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化,为了维持原磁场磁通量的变化,就必须存在外部作用,这种外部作用将克服感应电流的磁场阻碍做功,从而将其他形式的能量转化为感应电流的电能,因此楞次定律中阻碍从本质上反映的是能量转化与守恒的过程.
2.1磁场变化引起感生电动势
如图4所示,原磁场磁感应强度B向上增加,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下,阻碍原磁场磁通量的增加.如果感应电流产生的磁场方向向上,引起感应电流的原磁场磁通量变化将得到加强,那么一旦出现感应电流,原磁场磁通量变化将加强并进一步增加产生的感应电流,感应电流又将使得原磁场磁通量变化加强,如此循环感应电流不断增加,最终趋向于无穷大.如果上述过程能够成立,那么只需开始提供一个微小的磁通量变化便可以得到无限大的感应电流,这显然是违背能量守恒定律的.楞次定律指明感应电流的磁场必然阻碍原磁通量的变化,感应电流具有的能量通过这种阻碍作用从外界获取.如果线圈中要维系感应电流的存在,那么原磁场磁通量就必须保持一定的变化率,具体可以分为两种情形讨论,若原磁场磁通量以一定的变化率减小,则磁场能转变为感应电流具有的能量;若原磁场磁通量以一定的变化率增加,则外界提供能量转变为增加的磁场能和感应电流具有的能量.
2.2导体棒切割磁感应线引起动生电动势
如图5所示,导体棒MN以初速度v0沿光滑平行导轨PP′和QQ′向右运动,导体棒切割磁感应产生的感应电流方向由NM,导体棒受到的安培力方向向左,与运动方向相反,导体棒做减速运动直至静止,在此过程中导体棒动能转变为回路中产生的焦耳热,遵循能量守恒定律.如果导体棒中的感应电流方向由MN,则导体棒受到的安培力方向向右,导体棒做加速运动使得产生的感应电流增加,从而安培力继续增大,如此循环导体棒将不断加速,动能持续增加直至无穷大,同时电路中产生的焦耳热也不断增加,然而在此过程中外界并没有提供能量,如果上述假设成立,那么只需给导体棒一个很小的初动能,导体棒最终将获得无限大的动能,这显然是违背能量守恒定律的.因此楞次定律表明导体棒受到的安培力必然是阻碍导体棒相对磁场运动的,从而将外界能量转变为回路中的焦耳热.同理如果导体棒MN在外力F作用下由静止开始向右运动,感应电流受到的安培力仍然向左阻碍导体棒相对磁场的运动,根据牛顿第二定律可以得出导体棒将做加速度减小的加速运动,最终达到稳定速度做匀速运动.在此过程中外力做正功将外界能量转变为导体棒的动能和回路中产生的焦耳热,依然遵循能量守恒定律.
2.3闭合线圈在匀强磁场中转动
闭合线圈在匀强磁场中匀速转动是交流发电机的基本原理,线圈在转动过程中将产生正弦式感应电流,楞次定律表明线圈中的感应电流在磁场中受到的安培力方向与转动方向相反,阻碍线圈相对磁场的转动.如果安培力方向与转动方向一致,那么同样只需提供线圈一个很小的初始动能,在安培力作用下线圈转动将越来越快,产生的感应电流越来越大,安培力越来越大,如此循环线圈转动将持续加快直至无穷大而不需要外界提供能量,很显然这也是违背能量守恒定律的.事实上安培力应阻碍线圈转动,因此为了维持线圈匀速转动,必然需要外界提供驱动力克服安培力做功,从而将外界能量转变为线圈中产生感应电流的能量.
综合上述问题表明:楞次定律的各种表现形式最终都与能量守恒定律相一致.所以楞次定律的理论实质就是产生感应电流的过程都必须遵循能量守恒定律,是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现.
3对楞次定律表现形式的哲学思考
楞次定律所表现出的感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量变化,可以从系统论角度进行哲学理解.如果把楞次定律的研究对象(闭合线圈)作为一个系统,该系统与外界会通过各种方式发生交互,从而处于一种相对稳定的平衡状态.系统的稳定性原理指出,在外界作用下系统具有一定的自我稳定能力,能够在一定范围内自我调节从而保持和恢复原来的有序状态、保持和恢复原有的结构和功能.当外界环境发生变化导致系统平衡状态被打破时,系统应具有“阻碍”引起平衡状态改变的因素,从而维持一种趋向于原有平衡状态的趋势.在楞次定律中,对于闭合线圈这一系统来讲,“穿过闭合线圈的磁通量变化”是外界对系统产生的影响,“感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁通量变化”则是系统自我调节具有阻碍引起系统平衡改变的因素,从而维持原有平衡状态的具体体现.结合法拉第电磁感应定律可以看出,磁通量的变化率越大即外界影响越强烈,那么系统产生的阻碍因素即感应电流的磁场则越强.
(-)知识教学点
1.了解并掌握电磁感应现象
2.了解电磁感应现象中能量的转化
3.总结并掌握产生感应电流的条件
(二)能力训练点
1.通过演示实验,培养学生观察现象、分析问题、总结规律、抽象概念的能力。
2.强化学生能的观点,培养学生用能量转化与守恒的规律审势并解决问题的能力。
(三)德育渗透点
1.通过介绍法拉第不怕困难,顽强奋战了十年,终于发现了电磁感应现象的事迹,激发学生在学习与研究中能树立坚韧不拔、持之以恒的顽强意志。
2.通过法拉第研究电磁感应的史实及演示实验,使学生悟出学习物理的重要方法是:设想——实验——总结规律。培养学生真理来源于实践,又反过来为实践服务的辩证唯物主义世界观。
【重点、难点、疑点及解决办法】
1.重点
(1)产生感应电流的条件——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。
(2)电磁感应中能量的转化。
2.难点:
闭合电路中磁通量变化的判定。
3.疑点:
如何以能量的角度解释当磁感强度随时间变化时,闭合电路中出现电能。
4.解决办法
(l)通过课本上三个演示实验,引导学生观察、分析、思维、总结产生感应电流的条件。
(2)通过介绍法拉第关于电磁感应的实验,巩固新学知识。培养学生的德育品质及分析问题解决问题的能力。
【课时安排】
l课时
【教具、学具准备】
电流计、线圈、滑动变阻器、开关、蹄形磁铁、条形磁铁、导体棒、电源、导线。
【学生活动设计】
1.观察演示实验,从现象出发,通过分析,总结规律,得出产生感应电流的条件。
2.学生讨论磁感强度变化产生的电能是由什么能转化的。
【教学步骤】
(一)明确目标
了解电磁感应现象,掌握产生电磁感应现象中出现感应电流的条件,了解电磁感应现象中的能量转化。
(二)整体感知
本节通过三个演示实验,得出产生感应电流的条件是穿过闭合导体的磁通量发生变化,并从能量转化的观点,论述这种变化的必然性。
(三)重点、难点的学习及目标完成过程
1.产生感应电流的条件
通过前一章的学习,我们知道,运动的电荷及电流在它们的周围空间能产生磁场,那么反过来,能否利用磁场产生电流呢,今天,我们带着这个设想来研究这个问题。
[实验一]将蹄形磁铁、导体棒和灵敏电流计如图17一l所示绕配好,将AB棒前后移动,同学可观察到灵敏电流计指针摆动,说明电路中有电流,若将AB棒上下移动,指针不动,说明电路中无电流产生。
你观察了这个现象:是什么发生了变化,而引起了电路中出现了电流呢?
为便于学生总结,可画如图17-2的实验装置等效图,通过对等效图的分析,讨论出是由于闭合电路所包围的面积发生了变化而引起了闭合回路中的磁通量的变化,使闭合回路产生了感应电流。
[实验二]“实验一”中所演示的是导体运动,磁场不动,如果导体不动,磁场运动,情况会如何呢?将灵敏电流计、条形磁铁、线圈如图17-3所示装好,请同学观察实验,当条形磁铁插入或拔出线圈时,电流表指针发生偏转,电路中有电流产生。什么原因呢,是由于磁场运动,造成穿过线圈的闭合回路中磁通量发生了变化,如图17—4,插入时,磁感线条数增多,磁通量变化,拔出时,磁感线条数减少,磁通量发生了变化,由于磁通量的变化,而引起闭合回路产生感应电流。(当磁铁放入不动时,则无感应电流。)
上述两个实验,亦可解释为导体切割磁感线,但导体切割磁感线的本质,就是闭合导体中磁通量发生变化,为进一步论证它,我们用实验三来研究。
[实验三]如图17—5所示装置,合上开关或打开开关,观察电流表指针,发现电流表指针发生偏转,闭合回路有电流。
闭合电路,迅速移动滑动变阻器,电流表指针出发生偏转,电路里有电流。
这两种现象中,改变的是什么呢?开关的断开与闭合,滑动变阻器的迅速移动,共同的一点就是电路中的电流发生了变化(有电流或无电流,电流大还是电流小),而我们知道,电流的周围产生磁场,变化的电流产生变化的磁场,因此穿过闭合线圈B的磁感强度发生变化从而引起了穿过B线圈的磁通量发生了变化。
综合上述三个实验,可以得出,无论是闭合回路中的导线在磁场中运动,还是磁场在闭会回路中运动,还是电流变化,归结为一点,只要引起闭合回路中磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
2.法拉第电磁感应实验介绍
法拉第在分析奥斯特的电流磁效应后,他认为既然电流周围能出现磁场,磁铁能使靠近它的铁块具有磁性,静电荷能使靠近它的导体带电,那么磁铁或电流也能使靠近它的线圈产生电流,于是法拉第提出了转磁为电的伟大设想,并朝着这个设想开始了无数的实验和艰苦奋斗,法拉第的最初设想,在强磁铁周围的导线应该会产生稳性电流,他设计实验,苦苦思索,企图证实他的设想,但却一次又一次失败了,法拉第并未气馁,而是从失败中总结经验与教训,他顽强地奋战了10年,1831年,他终于发现了电磁感应现象,法拉第实验装置如图17-6所示,当开关S接通或断开瞬间,线圈B中有感应电流,之后法拉第做了大量实验终于实现了转磁为电的理想,其精神使人感动。
3.电磁感应现象中能量的转化。
能量守恒定律是普遍适用的定律,它同样适用于电磁感应现象,电磁感应现象中的电能,可由移动导线或磁铁消耗的机械能转化也可由磁通量的变化消耗的磁场能转化,还可由电流的变化消耗的电能转化。这些能之间的转化,这些转化的应用导致发电机、电动机应压器等用电设备的发明和应用。
(四)总结与扩展
1.产生感应电流的条件是:闭合电路的磁通量发生变化,对于闭合电路有感应电流产生,对于非闭合电路,只要穿过电路的磁通量是非均匀变化的,电路中也有感应电流,但通常对这种瞬间的电流予以忽略,认为只出现感应电动势,如一个导线在磁场中加速切割磁感线,这根导线中就不断有感应电流产生,形成导线两端出现感应电动势。
2.磁通量的变化可以从下面三个方面去判定,一是判定面积的变化,二是判断磁感应强度的变化,三是判定面积和磁感强度同时变化,这三个变化都会引起穿过闭合回路的磁通量的变化。
3.在一定的条件下,“电能生磁”,“磁能生电”,电和磁之间有非常密切的关系。我们今后所学的交流电,电磁振荡与电磁波都要应用这个原理。
【作业与思考】
(一)作业题
课后练习。
(二)思考题
1.如图l7—7所示,小金属环和大金属环重迭在同一平面内,两环互相绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电流的瞬间,小环中感应电流的情况是()
A.无感应电流。
B.有顺时针方向的感应电流。
C.有逆时方向的感应电流。
D.无法确定。
2.关于电磁感应,下列说法中正确的是()
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流。
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流。
C.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动电路中一定会产生感应电流。
D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流。
思考题答案:1.C;2.D。
【板书设计】
产生感应由流的条件
1.电磁感应。
2.感应电流。
3.产生感应电流的条件。
【关键词】 楞次定律;理解;应用
1 楞次定律的第一种表述
内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
方法:应用楞次定律判断感应电流的方向的步骤:①明确“原磁场”方向;②确定回路中磁通量的变化情况;③应用楞次定律确定感应电流的磁场方向;④应用安培定律确定感应电流方向。
理解:①当回路中磁通量增加时,感应电流磁场方向与“原磁场”方向相反;当回路中磁通量减少时,感应电流磁场方向与“原磁场”方向相同。②楞次定律的实质反映了电磁感应现象中能量转化与守恒。③对楞次定律的理解着重在“阻碍”含义上。“阻碍”有“反抗”和 “补偿”(原磁通量)的含义,“阻碍”不是“阻止”,只是让磁通量的变化“慢”了。
2 楞次定律的另一种表述:
内容:感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因。
阻碍原因的理解:①阻碍原磁通量的变化,用“增反减同”判断感应电流的磁场方向。②阻碍导体间的相对运动,用“来拒去留”判断导体的运动。③阻碍原电流的变化,用“增反减同”判断自感电流的方向。
注意:在许多情况下,楞次定律的第二种表述分析解题更加简明。
3 应用举例
3.1 通过“阻碍磁通量的变化”判断感应电流的方向。
例1.如图1所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中的感应电流的方向是怎样的?
[解析]:产生感应电流的原因是穿过线框的磁通量发生了变化。在线圈越过导线过程中,线圈左边部分磁通量穿出,而右边部分磁通量穿入,如图1所示,当跨在导线左边的线圈面积大于右边面积时,合磁通量是向外的且逐渐减小,为阻碍这个方向磁通量的减小,感应电流的磁场方向应与原磁场方向相同“向外”,由安培定则知感应电流的方向应沿abcda;当跨在导线左边的线圈面积小于右边面积时,合磁通量是向内的且逐渐增加,为阻碍向内方向的磁通量增大,感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反“向外”,由安培定则知感应电流的方向仍是沿abcda。所以,匀速通过直导线时,电流方向是沿abcda。
3.2 通过“阻碍磁通量的变化”判断导体的运动方向棒。
例2.如图2所示,光滑导轨MN水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P、Q的运动情况是 [ ]
A.P、Q互相靠拢 B.P、Q互相远离 C.P、Q均静止 D.因磁铁下落的极性未知,无法判断
[解析]:产生感应电流的原因是由于磁体向线框靠近,使回路的磁通量变大。为了阻碍原回路的磁通量的增加,回路面积只能缩小。故P、Q应相互靠近。答案为A。
3.3 通过“阻碍磁通量的变化” 判断安培场力的方向。
例 4(200年上海)如图3( ),圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b)所示,P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则[ ]
A.t1时刻N>G
B.t2时刻N>G
C.t2时刻N<G
D.t4时刻N=G
[解析]:通过相对运动来阻碍磁通量的变化。t1时刻,穿过P的磁通量增大,线圈有远离Q的趋势,P受的安培力向下,N>G。t2,t4时刻P中无感应电流,不受安培力作用,N=G。t3时刻Q中无电流,P仍不受安培力作用,N=G。答案A、D
3.4 通过“阻碍相对运动”判断磁场力的方向
例3(1995年上海高考题)如图4,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,小铜环沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平,铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3,位置2处于螺线管中心,位置1、3分别与位置2等距,则[ ]
A.a1=a2=g
B.a3<a1<g
C.a3=a1<a2
D.a3<a1<a2
[解析]:产生感应电流的原因是由于导体和磁体间的相互运动引起的,可根据“阻碍相对运动”来判断。由于螺线管中通有恒定电流,所以螺线管内部轴线中点附近的磁场为匀强磁场,方向竖直,故铜环经过位置2时无感应电流,因而a2=g。由“来拒去留”可知,1、3两点的磁作用力对铜环的向下运动有阻碍作用,即铜环在这两点受到磁作用力均向上,故铜环做变加速运动,在1、2、3点的瞬时速度关系为v1<v2<v3。又1、3点关于2点对称,故通电螺线管在这两点产生的磁感应强度相等。由法拉第电磁感应定律知ε1<ε3即I1<I3,F1磁<F3磁。由牛顿第二定律有mg-F1磁=ma1,mg-F3磁=ma3,故有a3<a1<a2=g。综上可知:a3<a1<a2=g。正确选项为B、D。
3.5 通过“能量守恒”解决导体或磁体的受力问题和运动问题。
例6.如图6所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时(位于同一高度),线圈的所受磁场力方向和速度大小关系 [ ]
A.位置Ⅰ受到的安培力方向向左
B.位置Ⅱ受到的安培力方向向左
C.在位置Ⅰ时的速度大
D.在位置Ⅱ时的速度大
[解析]:产生感应电流的原因是由于线圈和磁场见的相互与动引起的,可从阻碍导体和磁场的相对运动来判断,从水平位置到位置Ⅰ向磁场靠近,受到的安培力方向向左阻止靠近,从竖直位置到位置Ⅱ远离磁场受到的安培力方向向左阻止远离,由能量守恒可知,在运动过程中不断有电能产生,所以机械能应逐渐减小,在位置Ⅰ的速度应大于位置Ⅱ的速度。答案ABC。
【关键词】楞次定律;课堂演示实验;教学;微电流放大器
楞次定律内容讲述的是感应电流方向的规律。在以往教学中,磁通量的变化是以磁感应强度改变在实验中体现的,楞次定律中“磁通量的变化”还应有有效面积,磁感线与线圈平面夹角的变化,这两种情况在实验中产生的感应电流极小,但是为了让学生更深刻的理解磁通量的变化,实验还是必要的。
在使用微电流放大器的教学中可以进行如下安排:
一、仪器介绍
楞次定律演示器(改造)
表头 导线 自制线圈 条形磁铁 自制线圈架 铁丝 演示用磁铁
演示微安表 微流放大器
二、实验
(一)改变B,学生分组实验并完成表格
参考实验图
(二)改变S,观察感应电流方向完成表格: 参考实验图
(三)改变线圈与B的角度θ,学生完成表格 参考实验图
(四)引导学生总结
结论:
(1)感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化,在运动上体现为来拒去留。
(2)楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
5、右手定则
回顾实验:
■课前慎思――叩问科学教育的目的
《电磁感应现象》一课是感应电动势大小计算、感应电流方向判断、互感自感现象等教学内容的基础。
在初中,学生已经了解了“电生磁,磁亦生电”,知道“闭合电路中的一部分导体在磁场中切割磁感线就会产生感应电流”,理解了从“切割”角度分析感应电流的产生条件,认为“切割”就是产生感应电流的普遍条件,本节课则是要通过师生共同的科学探究突破这一定式。
据此,我在科学过程与科学文化方面设计的教学目标是:学生在产生感应电流的条件探究、归纳与质疑中,领悟由静到动、由状态分析到过程分析等思想方法,建立磁通量概念,认识科学归纳对实践活动的指导意义,激发分类、比较、归纳的自觉意识。教学重点是认识产生感应电流的条件,深入理解磁通量概念,帮助学生建立起对科学方法的感悟。解决好探究活动中学生出现的问题:把握不住探究问题、面对多个实验现象理不出头绪归纳不出实验结论。
我确定的教学流程是,从历史上对电磁感应现象的研究过程入手,了解法拉第如何找到研究的问题所在,以三个典型实验为基础,围绕感应电流产生的条件这一问题展开,在实验观察的基础上,理出头绪、分析论证、建立概念、归纳结论。
■课中掠影――探索科学教育的规律
1.问题的提出
在奥斯特发现电流磁效应之后,法拉第历时10年终于发现“磁能生电”,为了让学生了解法拉第发现电磁感应现象的过程为什么如此艰难,我调整了教材中的第二个实验,设计了如下教学过程。
师:电流周围存在磁场,磁场周围存在电流吗?如果利用实验验证,需要哪些器材检验电流的存在?
生:要用到磁铁、导线、电流表。
师操作:如图1,先出示一根小的条形磁铁,一个螺线管,一个电流表。将条形磁铁插入螺线管之后,连通电流表。发现电流表指针不动。是什么原因呢?
生:磁铁的磁性不强。
师:断开电路,换一根磁性强的磁铁,再接通电路,仍无现象!怎么才能产生感应电流?
生:提出图2“切割”实验方案(初中做过)。
教师请学生上台选择器材演示并讲解如何利用磁来生电。并提出设问:为什么“切割”就能产生电磁感应现象?
师揭示“由静到动”的思想突破历程,指出图1实验失败的原因在于没有在闭合电路的情况下改变磁体的磁性强弱,这跟历史上很多科学家的思路一样,人们无论怎么增加磁铁的磁性、提高电流表的灵敏度,都无法产生电流!介绍安培“坐”失良机、科拉顿“跑”失良机的故事。
【设计意图】多数学生经过初中学习仅是从事实上知道磁能生电,并不理解历史上科学家们遇到的困难在哪里。奥斯特实验中通电导线是不动的,只要有电流存在,它周围就有磁场,而电磁感应现象的产生必须有磁通量变化或切割磁感线的过程,这正是本节课学生探究与理解的难点,即要从以往静态的思维方式转变为动态的思维方式。这样一种研究思路如果作为知识直接告知,学生将无法体会到旧有思想对人的禁锢和科学家们追求真理的艰辛,涉及科学过程与科学文化的教学目标就无从实现。
2.探究感应电流产生的条件
教师设问:你做的这个实验中(如图2),闭合电路在哪儿?该闭合电路各部分静止时为什么没有电流产生?哪部分导体在做切割磁感线运动?画出t1、t2时刻的电路结构草图和磁场分布情况(如图3)。部分导体切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件吗?即在没有任何导体切割磁感线运动的情况下,是否也有可能产生感应电流?
【设计意图】教师通过追问及画图过程,使学生明确了研究对象和建模方法,在画图过程中突出研究对象――闭合电路和穿过电路的磁场,教给学生在电磁感应中状态分析、过程分析的方法,为探究活动做好铺垫。
受图1实验的启发,学生提出实验方案,在教师的引导下确定“证伪”的方案,利用图1、图4所示的实验器材开展探究活动:观察是否有感应电流产生;记录如何操作能产生感应电流;绘制剖面图,明确t1、t2时刻的电路和磁场分布情况(如图5);得出研究结论;学生汇报演示。
在图1实验中,学生的常见做法有:用条形(蹄形)磁铁插入线圈或沿与线圈平面平行的方向平移。学生对现象的解释:(1)磁铁相对线圈向下运动的过程中,相当于线圈那部分电路向上运动,切割了磁感线产生感应电流,因此可以说切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件。(2)当磁铁产生的磁场与线圈截面平行,相对移动过程中线圈没有切割磁感线,因此从另一侧面说明切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件。
在图4实验中,学生的常见做法有:(1)当线圈A、B相对静止时,闭合或断开电磁铁电路开关,有感应电流产生,此时线圈并没有切割磁感线运动。(2)当开关一直接通时,没有感应电流。(3)当开关一直接通,调节滑动变阻器接入电路的阻值时,线圈B中会产生感应电流。(4)当开关一直接通,插拔线圈A中的铁芯,线圈B中会产生感应电流。
【设计意图】让学生在认知冲突中实现有意义的学习。此处我留给学生较充裕的时间,引导学生控制实验条件、观察现象变化,鼓励同学间合作交流并形成思维冲突。并提出了下一个待解决的问题:如何概括图4实验中产生感应电流的条件?在师生的交流与碰撞中,产生了两个发现:一是3个实验中产生电磁感应的条件有差异,即实验1时磁铁动,实验2时导线动,实验3时磁场变;二是3个实验中穿过闭合电路的磁感线条数都变化。在两个发现中副板书(由图1-5组成)的对比作用很大,第二个发现使磁通量概念的建立水到渠成,实现了“复杂问题简单化,简单问题理论化、概括化”。
3.建立磁通量概念,理解电磁感应现象的条件
借助副板书,通过分析、比较、归纳、概括,学生经历了有意义的学习过程,在得出结论的同时清晰了分析问题的步骤:确定闭合电路所围平面画剖面图,确定该面积的初状态Φ1和末状态Φ2,确定磁通量的变化,得出结论。通过问题讨论:“磁场变就会有感应电流吗”,有效克服把“磁场变化”当成“磁通量变化”的错误认识。并利用学生探究实验中的两个挫折使理论问题具体化。做法是:将图4中的线圈A放在线圈B的一侧,改变磁场,B中磁通量改变,仍能产生感应电流;线圈A水平放在线圈B上方,改变磁场,发现没有感应电流,可见磁场变了,但穿过大线圈平面的磁通量始终为0,所以仍然不会产生感应电流。
【设计意图】通过分析强化“穿过闭合电路的磁通量发生变化”是产生感应电流的条件,比较一系列似是而非的说法。
■课后反思――构建师生同行的物理课堂
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中指出:高中阶段是学生主体意识的成熟期,也是主体性建构的关键期。高中教育应着力完成学生主体意识的培育和主体性的建构。高中物理课程肩负着培养学生科学素养的重任,从科学课程出发,创造条件鼓励学生开展探究活动,可以促使学生实现从被动接受到主动获取知识的转变。但要注意,学生的参与并不代表其主体性的建构,学生动手做实验了也不能说明其主体地位一定落实。“只有学生的思维以及与该思维相应的行为(行动)对所研究问题具备了真正的、切实的、自始至终的参与,才是学生主体的落实。”(续佩君)
依据上述要求,我的做法是:
创设引人入胜的情景。以情景串引发学生问题,以问题串促进学生的实验观察和逻辑思维。本节课中出现的5个实验,使学生经历了模拟历史设疑激趣,唤起记忆明确方法,问题引思分组探究,实验设疑加深理解等环节。学生中出现了较具创造性的实验方法,为之后理解磁通量概念提供了鲜活的例子。
设计发人深省的问题。在向学生呈现一系列直观情景时,我们的落点应是学生有效的实验观察与操作,以及逻辑推理思辨过程。这就要求教师围绕教学中的核心问题创设情景,从而引发学生的问题,让学生经历问题的发现、提出,问题的分解、细化,方案的设计实施,探究条件的控制,实验结论的理解。在教学设计中教师必须进行问题的预设,力争设计出一系列良性问题,促进学生的有效思维参与。
营造有效思维的课堂。本课的一些环节体现了学科方法的连续性,如描述感应电流产生条件时,将磁通量变化过程通过副板书具体体现为:t1时刻穿过面的磁通量Φ1,t2时刻穿过面的磁通量Φ2;对于t1t2(即Δt)这个过程对应磁通量的变化ΔΦ,这种板书设计既有利于学生体会“磁生电”这个磁通量变化过程,又有利于之后磁通量变化率的引入,既是对力学思维方法中状态、过程分析的正迁移,又为电磁感应的后续教学做好了铺垫。
(安徽送变电工程公司,安徽 合肥 230601)
【摘 要】本文就施工线路临近带电线路施工时,对施工人员感应电击现象进行了分析,提出了危及线路施工人员安全的感应电压与电流的危险值,以及有关感应电产生的原因及采取的安全措施。
关键词 施工线路;感应电;安全措施
随着经济的发展,高压线路越来越多,新建线路接近高压线路的施工也随之增多。感应电现象越来越严重,直接危及着施工人员的安全,应引起施工的重视。
众所周知,人体最小感知电流为1mA,当通过人体9~25mA时就会对人体产生很大的刺激,会使人体失去控制能力,这对于高处作业的送电工人来说,就会因失控而坠落,造成事故。所以本人认为:对送电线路施工人员感应电压危险值规定为50v,感应电流的危险值规定为5mA是合理的。尽管50V和5mA对人体危害不大,但长时间作用也是不行的,施工时也必须做临时接地。
在一般情况下,施工线路邻近带电线路将产生静电感应和电磁感应,当带电线路单相接地时,还会产生零序电流的电磁感应。所以,施工时应对上述三种情况感应电均需进行计算,使其控制在危险值内,如果超过危险值就应采取有效措施。
1 静电感应
由于施工线路与邻近线路三相导线在空间的位置不对称,相互间的感应电容就不同。当施工线呈悬空状态时,则产生静电感应电压;当施工线路接地时,则产生静电感应电流。一般线路施工时,为防止感应电的影响,均采用分段接地方式,所以,对静电感应在施工时只计算感应电流。
静电感应电流的计算:
式中:HA、HB、HC——表示新建线路最近相与带电线路对应相挂点高差。
施工线路感应电的计算,靠近带电线路的一相最大,所以只计算靠近带电线路侧一相即可。如图1所示,按公式(3)求出施工线路A相导线对带电线路A、B、C三相导线的电容,即:CAC CAB CAA再按公式(2)求出相应的容抗,即:XC-AC;XC-AB;XC-AA;最后按公式(1)求出静电感应电流,即IP-AC;IP-AB;IP-AA。因为三相交流相位差为120°,所以感应的总电流为:
IP=IP-AC+IP-AB+IP-AA
其感应电流向量如图2所示,利用直角坐标,则知:
电磁感应施工线路邻近带电线路的电磁感应是:
1)三相不平衡电流(零序电流)I,对邻近施工线路产生的零序感应电动势E。
2)带电线路三相对称电流I,因线路相间不等,对邻近施工线路靠近带电线路一相导线上分别产生感应电势(如图1)EAC、EAB、EAA,从而知道EAC>EAB>EAA, 把三相感应电势向量相加,合成电势EA0 即:
EA=EAC+EAB+EAA
所以带电线路对施工线路的 感应电势:E=EA+E0
上述所产生的电势均为感应电势,所以均滞后各相感应电流90°。EA与导线排列的方式有关,当施工线路靠近带电线路内相为最大,中相次之,外相为最小,所以EA的相角是在EAC、EAB之间变化,如图3所示。
E0的相角与三相不平衡电流的倾向有关所以在2π内变化。
从向量图中可以求出:
2 关于带电线路单相接地时产生的电磁感应影响
由于电网构成的电压不同,在系统单相接地所产生的零序电流也有所不同,主要有构成电网各级电压的基准电流比所确定。所以系统短路电流虽然可以从总调中查到,还不能直接应用,必须知道电网构成电压及其各电压的基准电流比值,才能算出所要知道线路的单相短路电流值,
由于电网系统容量很大,单相接地零序电流可达几万安培,所以感应电压很高。但是继电保护在0.2内即可切断电源,而电网事故率又按百公里年计算,所以产生的机率很小,同时线路施工均在白天、好天、雨雪天不作业,碰上的机会就更少了,尽管如此,在施工时必须给以重视,按计算出单相接地时感应电压的大小,采取不同分段接地措施来消除感应电对人身的危害影响。
3 应采取的主要措施
当感应电流、感应电压超过危险值时应采取措施消除感应电的危害,消除感应电击事故主要有两种方法,一种采用等电位施工作业,线路施工时均在野外山谷之中,难度大,费用高,一般不宜采用。另一种就是采用零电位施工,也可以说是等电位的一种特殊方法。零电位施工最根本的方法是接地。在靠近带电线路施工时,必须采取三种接地方式:
1)放线时采用导电橡胶轮滑车;
2)紧线后对架设的导、地线采取分段接地;
【关键词】自主;导学;合作探究;教学生成
【中图分类号】G633.7 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009(2016)03-0067-02
【作者简介】武长青,江苏省邗江中学(江苏扬州,225009)教师,中学高级教师,年级主任。
“自主・导学”课堂教学践行的自主、合作、探究的学习方式,是对传统课堂教学方式的优化。本文在分析建构主义理论指导下的“自主・导学”课堂教学模式的基础上,就如何在高中物理实验探究教学中进行“自主・导学”设计和课堂教学提出一些意见和建议。
一、基本情况
1.教材分析:“感应电流产生的条件”是教科版选修3-2《电磁感应》的第二节内容。本节课旨在通过对电磁感应现象的观察和探究,引导学生描述这些现象的主要特征,知道什么是电磁感应现象和感应电流,并归纳出产生感应电流的条件。其中归纳感应电流产生的条件是一个认识逐渐提高、螺旋式上升的渐进过程,也是透过现象看本质的过程。本节课有两大难点:(1)实验的操作、记录和现象归纳;(2)递进归纳出感应电流产生的条件。
2.学情分析:学生对磁能生电有初步的了解,知道磁体、电流周围的磁感线分布,掌握了闭合电路的欧姆定律。
3.教学目标:(1)通过实验探究,引导学生观察、分析、比较、推理,总结感应电流产生的条件。培养学生观察现象、发现和分析问题、总结规律、抽象概念的能力。(2)学习从物理现象和实验中归纳科学规律,认识到归纳法是科学研究的一种重要的方法。
二、教学设计
1.教学内容设计。
简介“电生磁”现象的对称思考“磁能否生电”,明确本节课的学习目标和探究方法。学生按学习小组进行实验、记录和归纳。增加用条形磁铁插入感应线圈探索感应电流产生条件的实验(如图1)。在依次完成三个实验的基础上渐次归纳,通过师生、生生之间的互动、交流,归纳总结出感应电流产生的条件。
2.师生活动设计。
(1)自主学习,独立建构。
对应三个学生探究实验,各设计一个具体问题。问题1:分析产生感应电流的情况,电路有何特点?操作有何特点?问题2:受上述实验的启发,利用条形磁铁和给定器材进行实验,如何操作可以产生感应电流?并记录下来(如图2)。问题3:对比分析几个产生感应电流的实验,从电路和操作两个方面思考共同和不同之处。每个问题都要求所有学生先独立思考或归纳。
(2)小组合作学习,促进建构。
物理组长综合组内的设计和问题确定探究实验方案和具体操作,所有组员进行归纳总结。进行第三个探究活动时,学生的操作总体上会倾向于两个方向:原、副线圈之间的相对运动和原线圈电路的通断和电流变化。
(3)大组交流解惑,完善建构。
大组交流解惑应是本节课的关键,通过师生、生生互动、对话逐步完善建构。可以说此过程是相互碰撞、融合、补充、趋向一致的过程,是师生活力得以最佳体现的过程。同时也是教师抓住生成、及时点拨,学生拨云见日、一探究竟的重要过程。
(4)探究学习,网络建构。
试着以“感应电流产生的条件”的习得规律解决实际问题,做到学以致用。同时进行当堂训练,检验学习效果,引导学生巩固和深化所学知识,加深对所学内容的理解和感悟。
3.学情预设及应对预案。
(1)教材设置了动生和感生两个典型的探究模型。考虑到学生归纳时的跳跃性太大,增加前文所述的探究实验;(2)学生探究实验中的操作和记载可能五花八门,教师应引导学生进行归类记载;(3)引导学生归纳感应电流产生的条件时,应引导学生比较“切割运动”“相对机械运动”和“滑动”“运动开关”的不同。先归纳至“切割运动”“相对机械运动”“磁感应强度变化”,再引向深入是“磁通量变化”;(4)在学生得到感应电流产生的条件是“磁通量变化”后,可及时根据磁通量的定义,让学生反观三个实验中磁通量发生变化的原因,总结磁通量发生变化的方法。
4.设计说明。
本节课采用实验探究、小组合作的学习方式。利用三个递进的探究实验逐渐加深对同一问题的不同深度的探究。各学习小组独立探究进行组内讨论,确保人人参与。进行组际交流的时候,不再是教师个体,也不是学生个体,而是一个团体。将原来的“点对面”“点对点”变成了“点对组”“组对组”。确保学生成为全程参与、积极监督质疑、倾听询问的学习和评价主体。
三、回顾与反思
“自主・导学”的课堂模式是以教师为主导,学生为主体的自主参与,师生双方均以目标为出发点和归宿,以调控和反馈来联系教师的引导和学生自学,共同完成教与学的任务,并实现制定的物理课程教与学的目标。在这种课堂模式中学习是一种主动建构的过程,学生的主体地位必须要得到充分的体现。为了真正达到提高课堂效率的目的,教师应创设宽松的课堂环境,树立教师有所作为的思想。
1.教师要建立课堂教学新秩序。
“自主・导学”物理课堂教学模式是一种给学生提供充分宽松的课堂环境的新课堂模式。实际实施过程中,在进行实验3时,学生有两个操作还是让笔者惊讶的:(1)学生并不是将原、副线圈相对插入和拔出,而是拔出了铁芯。有几个小组将原线圈在副线圈上方扫过;(2)有一个小组竟然因为改变原线圈接线柱的松动操作而产生了感应电流。面对这些有违常理的实际操作,教师应及时关注其生成点,而不是含糊其辞或置之不理甚至批评。
2.要建立教师有所作为的思想。