电磁感应定律中的难点分析与处理
电磁感应中常见错误及应对策略
《电磁感应》中常见错误及应对策略1、磁通量的理解 问题:误认为是矢量,不能准确计算磁通量、磁通量的变化量。
策略:解决这类问题的关键是:建立较强的空间想像力;计算时紧靠磁通量定义,“磁感应强度与垂直面积的乘积”,若不垂直则或投影面积,或分解磁感应强度. 2、对楞次定律的理解问题:不能正确理解和应用楞次定律。
策略:(1)弄清“阻碍”的几个层次①谁阻碍谁:感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化. ②阻碍什么:阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身.③如何阻碍:当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”.④阻碍结果:阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,最终结果不受影响.(2)弄清阻碍的几种表现①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”. ②阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”.③回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化. 3.楞次定律与右手定则的关系问题:不能正确把握楞次定律与右手定则的关系。
策略:(1)从研究对象上说.楞次定律研究的是整个闭合回路,右手定则研究的是闭合电路的一部分,即一段导线做切割磁感线运动.(2)从适用范围上说.楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况(当然包括一部分导体做切割磁感线运动的情况),右手定则只适用于一段导线在磁场中做切割磁感 线运动的情况,导线不动时不能应用.因此,右手定则可以看作楞次定律的特殊情况.(3)能用楞次定律判断出感应电流方向,但不一定能用右手定则判断出来.若是导体不动,回路中的磁通量变化,应该用楞次定律判断感应电流方向,而不能用右手定则判断;若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,用右手定则判断较为简单,用楞次定律也能进行判断,但较为麻烦. 4.右手定则左手定则的关系问题:易混淆右手定则与左手定则的使用。
高中物理10大难点之七 法拉第电磁感应定律
难点之七 法拉第电磁感应定律一、难点形成原因1、关于表达式t nE ∆∆=φ此公式在应用时容易漏掉匝数n ,实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的,其次φ∆是合磁通量的变化,尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错,并且感应电动势E 与φ、φ∆、t ∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ(或E=nBs ωcos θ)解决问题时,不注意各公式应用的条件,造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ(或E=nBs ωcos θ)的记忆和推导是难点,造成推导困难的原因主要是此情况下,线圈在三维空间运动,不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t ∆∆φ同v 、△v 、t v∆∆一样都是容易混淆的物理量,如果理不清它们之间的关系,求解感应电动势就会受到影响,要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ,应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直,若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算,生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系,发现不垂直后,在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解,这也是不可取的。
处理这类问题,最好画图找B 、l 、v 三个量的关系,如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量,然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势,只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动,计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同,应用平均速度(即中点位置的线速度)来计算,所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算,何时用E=nBs ωcos θ计算,最容易记混。
电磁感应的难点
电磁感应的难点一、难点1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ,实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的,其次φ∆是合磁通量的变化,尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错,并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ(或E=nBs ωcos θ)解决问题时,不注意各公式应用的条件,造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ(或E=nBs ωcos θ)的记忆和推导是难点,造成推导困难的原因主要是此情况下,线圈在三维空间运动,不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t∆∆φ同v 、△v 、t v ∆∆一样都是容易混淆的物理量,如果理不清它们之间的关系,求解感应电动势就会受到影响,要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
磁通量φ 磁通量变化量φ∆ 磁通量变化率t ∆∆φ 物理意义 磁通量越大,某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算⊥=BS φ,⊥S 为与B 垂直的面积12φφφ-=∆,S B ∆=∆φ或B S ∆=∆φ t S B t ∆∆=∆∆φ 或t B S t ∆∆=∆∆φ注意 若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用⊥=BS φ,应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量开始和转过1800时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,△φ=2 BS ,而不是零 既不表示磁通量的大小,也不表示变化的多少,在φ—t 图象中用图线的斜率表示2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题 ⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ,应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直,若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算,生硬地套用公式会导致错误。
《电磁感应定律》教案
《电磁感应定律》教案一、教学目标1. 让学生理解电磁感应现象的定义和特点。
2. 让学生掌握法拉第电磁感应定律的表述和适用条件。
3. 让学生了解电磁感应现象在生活和科技中的应用。
4. 培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力。
二、教学内容1. 电磁感应现象的定义和特点2. 法拉第电磁感应定律的表述和适用条件3. 电磁感应现象的实验验证4. 电磁感应现象在生活和科技中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:电磁感应现象的定义、特点和法拉第电磁感应定律的表述。
2. 教学难点:法拉第电磁感应定律的适用条件和电磁感应现象的实验验证。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究电磁感应现象。
2. 使用多媒体课件,辅助讲解电磁感应定律。
3. 开展实验活动,让学生直观感受电磁感应现象。
4. 组织小组讨论,培养学生的合作能力。
五、教学过程1. 导入:通过展示电磁感应现象的图片和视频,激发学生的兴趣。
2. 新课导入:介绍电磁感应现象的定义和特点。
3. 讲解法拉第电磁感应定律:阐述定律的表述和适用条件。
4. 实验验证:安排学生进行电磁感应实验,观察和记录实验现象。
5. 应用拓展:介绍电磁感应现象在生活和科技中的应用。
7. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学策略1. 案例分析:通过分析具体的电磁感应现象案例,让学生更好地理解电磁感应定律。
2. 问题解决:设置一些与电磁感应相关的问题,让学生运用所学知识进行解决。
3. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,分享彼此的看法和理解,提高学生的合作能力。
七、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的参与情况,包括提问、回答问题、讨论等。
2. 作业完成情况:评估学生完成作业的质量,包括理解程度、解答准确性等。
3. 实验报告:评估学生在实验过程中的观察、记录和分析能力。
八、教学资源1. 多媒体课件:通过课件展示电磁感应现象的图像、动画和视频,帮助学生更好地理解。
2. 实验器材:准备相关的实验器材,让学生进行电磁感应实验。
电磁感应重难点知识点总结
● 电流的磁效应:把一根导线平行地放在磁场上方,给导线通电时,磁针发生了偏转,就好像磁针受到磁铁的作用一样。
这说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,这个现象称为电流的磁效应。
● 电流磁效应现象:磁铁对通电导线的作用,磁铁会对通电导线产生力的作用,使导体棒偏转。
电流和电流间的相互作用,有相互平行而且距离较近的两条导线,当导线中分别通以方向相同和方向相反的电流时,观察到发生的现象是:同向电流相吸,异向电流相斥。
● 电磁感应发现的意义:①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件,开辟了人类的电器化时代。
③电磁感应现象的发现,推动了经济和社会的发展,也体现了自然规律的和谐的对称美。
● 对电磁感应的理解:电和磁之间有着必然的联系,电能生磁,磁也一定能够生电,但磁生电是有条件的,只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流,磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。
引起电流的原因概括为五类:①变化的电流。
②变化的磁场。
③运动的恒定电流。
④运动的磁场。
⑤在磁场中运动的导体。
● 磁通量:闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,即Φ,θ为磁感线与线圈平面的夹角。
对磁通量Φ的说明:虽然闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫磁通量,但是当磁场与闭合电路的面积不垂直时,磁感应强度也有垂直闭合电路的分量磁感应强度垂直闭合电路面积的分量。
● 产生感应电流的条件:一是电路闭合。
二是磁通量变化。
● 楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
● 楞次定律的理解:①感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反,只是在原磁场的磁通量增大时两者才相反;在磁通量减小时,两者是同样。
② “阻碍”并不是“阻止”如原磁通量要增加,感应电流的磁场只能“阻碍”其增加,而不能阻止其增加,即原磁通量还是要增加。
法拉第电磁感应定律重难点分析
第二节法拉第电磁感应定律重难点分析1.在闭合电路中,电流产生于电动势。
影响电流的大小有两个因素:一个是电路的电阻;一个是电源电动势。
电源电动势是更本质的因素。
在电磁感应现象中,能够将其它形式的能量转化为电能的部分是电源,描写电源的转化能力的物理量是感应电动势。
产生感应电流是由于闭合电路的磁通量发生变化,问题的实质应该是闭合电路的磁通量发生变化时,产生了感应电动势,在闭合电路里就有了感应电流。
因此,研究磁通量的变化与感应电动势的关系是研究电磁感应现象的本质的问题。
2.本节是通过观察实验得出法拉第电磁感应定律。
可以取上一节课所做的任意一个实验,或是全部实验。
演示切割速度不同时所产生的感应电流的大小;演示磁通量变化率(磁通量变化率是指磁通量变化的快慢或是磁通量变化的量值与所用时间的比值)不同时所产生的感应电流的大小。
在这里,要说明在电阻一定时,感应电流大小的变化反映的是感应电动势大小的变化。
通过实验得出,感应电动势的大小跟磁通量的变化率有关。
由精确的实验表明(课堂上并没有做):电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
这就是法拉第电磁感应定律。
3.得出法拉第电磁感应定律后,再推导切割磁感线时的感应电动势的大小计算。
首先推导在磁场中导线垂直切割磁感线时,导线和线框所组成的电路中,引起磁通量发生变化的是面积的变化,即可以将△φ=B△S=B(Lv△t S可以认为是导线所扫过的面积。
则法拉第电磁感应定律可以写成E=∆∆φt=BLv用这个公式可以计算切割磁感线时感应电动势的大小。
如果导线切割磁感线不是垂直切割,而是速度与磁场有夹角θ,可以利用矢量的分解合成的知识,将速度分解成与磁场平行和垂直两个分量。
平行分量不切割磁感线,不产生感应电动势,垂直分量大小是v sinθ,产生的电源电动势为E=BLv sinθ。
4.联系上节课,从能量的观点认识电磁感应现象,是一种能量的转化和守恒。
而电磁感应现象的定量关系依然存在着能量的转化和守恒的问题。
电磁感应中一些容易引发疑惑问题的分析
物理 通报
专
论
电磁 感 应 中一 些 容 易 引发 疑 惑 问题 的分 析
专 论
赵 坚
( 昆 明市 五 华 区教 育 科 学 研 究 中心 、 五华 区教 师进 修 学 校 云 南 昆 明 6 5 0 0 3 1 ) ( 收稿 日期 : 2 0 1 3 —1 1 —1 3 )
a b c d某 时刻在 水平 匀强磁 场 中以速度 竖 直下 落 , 磁场 的磁 感应 强度 大小 为 B, 方 向与线框 平 面垂直 .
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于 边. 并 且 自由电荷 ( 电子 ) 有 了水 平 向左 的速度 后, 又将受 到 向上 的洛伦兹 力 , 这是否 就是 所谓 宏观 的磁 场力 ( 安培 力) ?
那 一部 分 导体 中 的 电荷 ( 电子 )在 磁 场 中要 受 到 洛 伦 兹 力作 用 , 而 此 洛伦 兹 力 也 正 是 动 生 电 动 势 出 现
的原 因.
值 得注 意 的是 , 对 这 个安 培 力 的理 解 我们 不能 认 为
是 所有 受 到力 , 作用 的 自由电子 的合力 . 虽 然力 - 厂
作者简介 : 赵坚 ( 1 9 6 9 一 ) , 男, 云南省特级教师 , 昆 明市 五 华 区教 育 科 学 研 究 中心 主 任 、 五华 区教 师 进 修 学 校 校 长 , 中 国 物 理学会物理教学委员会委员 , 中学 分 委 会 执 行 委 员 . 先 后 被 评 为 全 国优 秀 教 师 、 云南 省 有 突 出贡 献 优 秀专 业 技 术 人 才 .
高中物理电磁学的教学难点突破
高中物理电磁学的教学难点突破高中物理中的电磁学部分一直是教学中的重点和难点,对于学生的逻辑思维和抽象理解能力要求较高。
在教学过程中,教师需要采取有效的方法来突破这些难点,帮助学生更好地掌握电磁学知识。
一、电磁学教学难点分析1、概念抽象电磁学中的许多概念,如电场、磁场、电磁波等,都非常抽象,难以通过直观的方式让学生理解。
学生往往只能通过公式和定义来记忆,而无法真正理解其本质和内涵。
2、物理规律复杂电磁学中的物理规律众多,如库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等,这些规律不仅形式复杂,而且相互关联,需要学生具备较强的综合分析能力才能灵活运用。
3、数学知识要求高电磁学涉及到大量的数学知识,如矢量运算、微积分等。
对于数学基础不够扎实的学生来说,这无疑增加了学习的难度。
4、实验操作难度大电磁学实验通常需要较为精密的仪器和复杂的操作步骤,实验现象也不总是明显直观,这使得学生在实验中难以获得准确的结果和深刻的理解。
二、教学难点突破策略1、巧用类比,化抽象为具体对于抽象的概念,教师可以采用类比的方法帮助学生理解。
例如,在讲解电场时,可以将电场类比为重力场,让学生理解电场力和重力的相似之处;在讲解磁场时,可以将磁场类比为水流的漩涡,帮助学生想象磁场的形态。
通过这样的类比,学生能够将抽象的概念与熟悉的事物联系起来,从而更好地理解。
2、加强直观教学利用多媒体资源,如动画、视频、模拟实验等,将抽象的电磁现象直观地展示给学生。
例如,通过动画演示电荷在电场中的运动轨迹,让学生清晰地看到电场对电荷的作用;通过视频展示电磁感应现象的产生过程,让学生直观地感受到磁场的变化如何产生电流。
此外,教师还可以在课堂上进行简单的演示实验,如用磁铁和导线演示电磁感应现象,让学生亲身感受电磁学的奇妙。
3、注重知识的系统性和逻辑性在教学过程中,教师要注重知识的系统性和逻辑性,帮助学生建立起清晰的知识框架。
例如,在讲解电磁感应定律时,可以先回顾法拉第的实验,引导学生思考感应电流产生的条件,然后逐步推导电磁感应定律的表达式。
“电磁感应”的教学中,最难的点有哪些,如何突破
“电磁感应”的教学中,最难的点有哪些,如何突破?电磁感应电路的分析与计算以其覆盖知识点多,综合性强,思维含量高,充分体现考生能力和素质等特点,成为历届高考命题的特点,根据平时的教学情况并结合这次培训学习内容,整理如下。
一、学习楞次定律时的难点难点一:感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系,感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系,很难找出。
突破方法:首先要认真做好演示实验,引导学生分析,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? 而且实验前要让学生明确:感应磁场的方向(感应电流的磁场)、原磁场的方向(磁铁的磁场)、磁通量变化(闭合回路磁通量增多还是减少等问题)。
难点二:楞次定律的表述“阻碍”两字的意思:①阻碍不是阻止。
磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍原磁场的减弱,但原磁场毕竟还在减弱。
在直导线切割磁感线产生感应电流时,感应电流的出现一定阻碍切割磁感线的运动,但不是阻止这种运动,因为这种运动还在进行。
②阻碍不一定是反抗,阻碍还可能有补偿的意义。
当磁通量减少时感应电流的磁场就补偿原磁场的磁通量的减少。
这里关键是要知道阻碍的对象是磁场的变化而不是磁场。
③阻碍是能量守恒的必然结果,在电磁感应现象中克服感应电流的阻碍作用做多少功就有多少其它形式的能转化为感应电流的电能。
突破方法:引导学生从以下方面理解楞次定律:①从磁通量变化的角度理解,感应电流总要阻碍磁通量的变化。
(增反减同)②从导体所受到安培力角度理解,感应电流对应的安培力总是阻碍磁通量的变化。
③从能量守恒定律角度理解,感应电流产生则电能增加,是系统克服安培力做功的结果。
难点三:法拉第电磁定律的得出。
突破方法:观察与思考:在实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入磁通量、感应电流有什么相同和不同?思路:I=E/(R+r), 总电阻一定时,E 越大,I 越大, 指针偏转越大。
从而定性的得出法拉第电磁定律。
法拉第电磁感应定律的难点突破
法拉第电磁感应定律的难点突破阿米尔江.阿吉(克州三中物理教研组)一、难点形成原因1、关于表达式tn E ∆∆=φ 此公式在应用时容易漏掉匝数n ,实际上n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的,其次φ∆是合磁通量的变化,尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错,并且感应电动势E 与φ、φ∆、t∆∆φ的关系容易混淆不清。
2、应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况E=Blv 、ω221Bl E =、E=nBs ωsin θ 解决问题时,不注意各公式应用的条件,造成公式应用混乱从而形成难点。
3、公式E=nBs ωsin θ的记忆和推导是难点,造成推导困难的原因主要是此情况下,线圈在三维空间运动,不少同学缺乏立体思维。
二、难点突破1、φ、φ∆、t∆∆φ同v 、△v 、t v ∆∆一样都是容易混淆的物理量,如果理不清它们之间的关系,求解感应电动势就会受到影响,要真正掌握它们的区别应从以下几个方面深入理解。
2、明确感应电动势的三种特殊情况中各公式的具体用法及应用时须注意的问题⑴导体切割磁感线产生的感应电动势E=Blv ,应用此公式时B 、l 、v 三个量必须是两两相互垂直,若不垂直应转化成相互垂直的有效分量进行计算,生硬地套用公式会导致错误。
有的注意到三者之间的关系,发现不垂直后,在不明白θ角含义的情况下用E=Blvsin θ求解,这也是不可取的。
处理这类问题,最好画图找B 、l 、v 三个量的关系,如若不两两垂直则在图上画出它们两两垂直的有效分量,然后将有效分量代入公式E=Blv 求解。
此公式也可计算平均感应电动势,只要将v 代入平均速度即可。
⑵导体棒以端点为轴在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动,计算此时产生的感应电动势须注意棒上各点的线速度不同,应用平均速度(即中点位置的线速度)来计算,所以ω221Bl E =。
⑶矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场的任意轴匀速转动产生的感应电动势何时用E=nBs ωsin θ计算,何时用E=nBs ωcos θ计算,最容易记混。
电磁感应教中学生常见错误与问题
“电磁感应”教学中学生常见错误与问题分析及应对教学策略研究常德市三中张春华(高)有些同学在学习电磁感应时,由于没有掌握电磁感应现象的本质,分不清谁是原因谁是结果,在解题时就会出现各种各样的错误. 笔者结合教学的实践经验,提出了电磁感应教学策略,并通过教学案例,体现相应的教学策略。
电磁感应是高中物理教学的重要内容之一,其教学重点和难点在于对楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解.前者用于判断感应电流的方向,后者用于求感应电动势的大小.为了帮助学生深刻地理解电磁感应现象的本质,正确掌握和应用电磁感应规律解决物理问题,教学中应注意如下几个易混淆的问题.1.磁通量的大小按磁通量的定义,穿过某一面积的磁通量大小只与穿过该面积的磁感线条数有关.公式Φ=BS也可以用来计算磁通量,但它只适用于匀强磁场中,且该面积S指完全处在垂直于磁感强度的磁场中的有效面积.例1 如图1所示,磁感强度B垂直于平面SA和SB,那么,通过平面SA和SB的磁通量的大小关系如何?图1分析与解学生由公式Φ=BS,得出ΦA<ΦB.其实从图中不难看出穿过平面SA、SB的磁感条数是相同的,故ΦA=ΦB.学生因未真正理解磁通量的物理意义,未注意公式Φ=BS的使用条件而出错.2.磁通量有正负之分虽然磁通量是标量,但其与力矩一样,有正负之分.磁感线穿过某一平面,要注意是从哪一面穿入,哪一面穿出.例2 如图2(a)所示,在磁感强度为B的匀强磁场中,面积为S的闭合线圈abcd垂直磁场放置.现将线圈绕对称轴转过180°,求这个过程的磁通量的变化量.图2分析与解线圈转至图2(b)位置时,磁场还是垂直穿过线圈平面,因此,学生容易由公式Φ=BS得出ΔΦ=0的错解.而正确的答案应是:若取图2(b)位置的磁通量为正,则图2(a)位置的磁通量为负,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=BS-(-BS)=2BS.二、Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别和联系Φ表示磁通量,即导线所围线圈中磁感线条数的多少;ΔΦ表示磁通量的变化,产生感应电动势(即产生电磁感应)的必要条件是ΔΦ≠0,否则线圈(或回路)中就不产生电磁感应现象,也不会产生感应电动势;ΔΦ/Δt表示磁通量的变化率,是描述磁通量变化快慢的物理量.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与回路中的ΔΦ/Δt成正比,ΔΦ/Δt越大,回路中产生的感应电动势就越大.而ΔΦ/Δt越大,Φ及ΔΦ却不一定越大,反之亦然.例如,矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转产生交流电的过程中,当线圈转至中性面时,Φ最大,而ΔΦ/Δt=0;当线圈转到与中性面垂直的位置时,Φ=0,而ΔΦ/Δt却最大.以上情况,学生一般不易理解,教学时应引导学生从Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义,以及线圈的边在转动过程中对磁感线的切割情况去理解.三、公式=ΔΦ/Δt与=Blv的区别和联系我们知道前者是法拉第电磁感应定律的原始表达式,而后者是由前者在一定条件下推导出来的.在处理某些电磁感应问题时不能随意选用.它们的区别和联系是:(1)研究对象不同.=ΔΦ/Δt的研究对象是一个回路,而=Blv的研究对象是在磁场中运动的一段导体;(2)物理意义不同.用=ΔΦ/Δt求得的是Δt时间内的平均感应电动势,而用=Blv求得的是瞬时感应电动势;(3)如果B、l、v三者大小、方向均不变且相互垂直时,那么,在Δt时间内导体匀速切割磁感线时产生的平均感应电动势和它在任一时刻产生的瞬时感应电动势才相等.例3 如图3所示,“∠”形金属框架水平放置在与框架平面垂直、有理想边界的匀强磁场中,磁场方向如图所示,磁感强度为B.一金属棒始终与框架接触良好,并与框架一边垂直.当t=0时,金属棒从点O开始沿框架以速度v匀速向右运动.试求t时刻回路中的感应电动势.图3对于此题,学生常有两种解法:解法一由公式=ΔΦ/Δt,得=(B·ΔS)/Δt=(B·(1/2)vt·vt·tgθ)/t=(1/2)v2Bt·tgθ.解法二由公式=Blv,得=B(vt·tgθ)v=v2Bt·tgθ.上述两种解法的结果显然不同,根据本题的题意可知,本题要求的是瞬时感应电动势,而且,随着时间t的变化,金属棒的有效切割长度l=vt·tgθ是变量,因此,只能用=Blv来求解,故解法一是错误的.通过分析两公式的适用条件,指出两者的区别与联系,使学生掌握了什么情况下两公式可以任意选用,什么情况下又只能有针对性地选用,加深了学生对电磁感应定律的理解.教材从产生电磁感应现象的条件,到感应电流方向的判断和法拉第电磁感应定律的得出,都是建立在大量的实验基础之上的,要让学生理解和掌握本章的内容,就必须让学生从实验出发,通过演示、学生实验和多媒体辅助等手段,让学生充分感知与学习有关的材料,并从观察中通过分析、归纳、总结出具有普遍意义结论。
电磁学实验技术常见问题及解决方法
电磁学实验技术常见问题及解决方法电磁学是物理学的重要分支之一,通过对电磁场的研究和实验可以深入了解电磁现象的本质和规律。
然而,在进行电磁学实验时常常会遇到各种各样的问题,这些问题既可能发生在仪器设备上,也可能出现在实验操作中。
本文将就电磁学实验技术中的常见问题进行探讨,并给出相应的解决方法。
1. 仪器设备问题在电磁学实验中,使用的仪器设备往往千变万化,包括电磁铁、励磁电源、示波器等。
有时,这些设备可能会出现一些故障或操作不当导致的问题。
首先,对于电磁铁来说,其中一个常见问题是铁芯磁性不足。
解决这个问题的方法是增加励磁电流,提高磁铁的磁感应强度。
其次,对于励磁电源来说,可能会出现供电不稳定的情况。
这会导致实验结果的误差增大。
为了解决这个问题,我们可以使用稳压电源来替代原有的电源,并通过调节稳压电源的输出电压来保持稳定的励磁电流。
最后,示波器是电磁学实验中常用的测量仪器,但可能出现的问题之一是观测信号波形不清晰。
这可能是因为示波器的设置不正确导致的,我们可以调整示波器的扫描速度和增益等参数来优化信号的显示。
2. 实验操作问题在进行电磁学实验时,实验操作的规范性和正确性对于获得准确的实验结果也是至关重要的。
以下是一些实验操作中常见的问题及解决方法。
首先,实验中可能会遇到电源或电路连线错误的情况。
为了避免这种问题,我们在进行实验前应仔细查阅相关的实验手册或教材,确保电源与电路连接正确无误。
其次,实验中可能会遇到电阻值的测量问题。
由于电阻的值可能较小,测量时可能会受到其他因素的影响,导致测量结果不准确。
为了解决这个问题,可以采用四线法进行电阻的测量,从而减小测量误差。
此外,实验中还可能会遇到磁场测量问题。
例如,使用霍尔效应传感器测量磁场时,可能会受到外界干扰而导致测量结果不准确。
为了解决这一问题,我们可以将实验环境保持静止,避免外界磁场的干扰。
最后,实验中的数据处理也是一个需要注意的问题。
如果在数据处理时出现错误,可能导致最后的结果不准确。
浅析电磁感应教学及试验中应注意的难点及问题
浅析电磁感应教学及试验中应注意的难点及问题作者:方东来源:《卷宗》2012年第09期摘要:电磁感应是物理教学和实验的一个重要组成部分,关系到学生的学习兴趣以及教学对于整体知识框架的构建。
进入新时期,不断深化物理教学的教学方法和教学内容,突出教学的实践与教学实践环节是摆在广大教学工作者面前的一个重要课题,本文分析了电磁感应教学及实验的意义和目的,同时介绍了当前电磁感应教学及实验中存在的问题,最后重点分析了解决对策。
关键词:电磁感应;物理教学;实验;问题一、电磁感应教学及实验的意义和目的现阶段,我国物理教学的课程指标中明确指出,物理教学的主要目标是培养和训练学生的基本物理知识与技能,通过学习基本的物理理论和物理原理,能够对物理现象有更为深入的了解,同时了解科学研究的方法,增强学生的创新意识,培养学生的实践能力。
随着我国物理教学水平的提升以及物流教学方法的不断完善,物理教学及实验的内容不再一味的追求物理学科本身的全面性与完善性,而是将一些更有价值的物理知识和学生们应该重点掌握的内容融入到了教学的题材和课程目标中去,这样的安排使得教学更加贴近实践化,进一步在通过科学的教学渗透学生对于学科思想、学科知识、以及科学研究方法的掌握。
二、电磁感应教学及试验中存在的问题1. 新课程理念的“高要求”与教学实践的“超现实”脱节在进入新课程之初,尽管所有任课老师都参加了各级培训,但不同教师对新模式与新方法的理解与把握仍有较大差异,对课程标准的解读与落实也是各有偏重。
特别是广大一线教师在教学实践中遇到的问题不能及时得到解决,从而导致他们不得不“穿新鞋走老路”。
电磁感应教学与实现需要教师能够很好的将物理理论知识与现实生活联系起来,通过一些经典的实验来强化学生对于电磁感应理论的理解,但是现阶段,我国的物理教学面临着新课程要求与教学实践想脱离的环节,因此值得教师反思。
2. 教学课时少与教学内容多的矛盾突出以高中课堂的电磁感应教学为例,按照教学部门的规定,八年级每周上物理课2节课,九年级则每周上3节课,教师在安排上课进度时普遍反映上不完。
电磁感应定律中的难点分析与处理
电磁感应定律中的难点分析与处理
1. 电磁感应定律的难点主要在于电磁场的概念的理解。
由于电磁场的特性是复杂的,它的定义也比较抽象,因此,理解电磁场的概念是一个难点。
2. 另一个难点在于理解电磁感应定律的概念。
电磁感应定律是电磁场与电流之间的关系,由于电磁场的复杂性,理解电磁感应定律的概念也是一个难点。
3. 处理这些难点的方法是多方面的:
(1)首先,要通过实验学习,熟悉电磁场的概念,了解电磁场的特性,以及它与电流之间的关系。
(2)其次,要加强对电磁感应定律的理解,结合实际实验,逐步掌握电磁感应定律的概念。
(3)最后,要多练习,不断熟悉电磁感应定律,做到熟练掌握。
物理电磁学实验的教学难点突破方法研究
物理电磁学实验的教学难点突破方法研究物理电磁学实验是物理学中的重要组成部分,对于学生理解电磁学概念、培养实验技能和科学思维具有不可替代的作用。
然而,在实际教学中,电磁学实验存在一些难点,给教学带来了一定的挑战。
本文旨在探讨物理电磁学实验教学中的难点,并提出相应的突破方法。
一、物理电磁学实验教学的难点1、抽象概念难以理解电磁学中的概念,如电场、磁场、电磁感应等,较为抽象,学生在实验中难以直观地感受和理解。
例如,电场线和磁场线的分布,学生很难通过实验直接观察到,从而影响对电场和磁场性质的认识。
2、实验仪器复杂电磁学实验通常需要使用较为复杂的仪器设备,如示波器、电磁铁、感应线圈等。
学生在操作这些仪器时,往往会感到困惑和不知所措,容易出现操作失误,影响实验结果的准确性。
3、实验误差较大电磁学实验中,由于多种因素的影响,如外界电磁场的干扰、仪器精度的限制、实验操作的不规范等,实验误差往往较大。
这使得学生难以得到准确的实验结果,从而对实验结论产生怀疑。
4、理论与实验结合困难电磁学实验的结果需要与相关的理论知识相结合,进行分析和解释。
但学生在学习过程中,往往难以将实验现象与理论知识建立有效的联系,导致对实验的理解不够深入。
二、物理电磁学实验教学难点的突破方法1、利用多媒体技术辅助教学通过多媒体手段,如动画、视频、模拟实验等,将抽象的电磁学概念形象化、具体化。
例如,利用动画展示电场线和磁场线的形成和分布,让学生更加直观地理解电场和磁场的性质;通过模拟实验软件,让学生在虚拟环境中进行实验操作,熟悉实验仪器和实验步骤,降低实验操作的难度。
2、加强实验仪器的介绍和操作培训在实验教学前,教师要详细介绍实验仪器的原理、结构和使用方法,并进行现场演示和操作指导。
同时,让学生有足够的时间进行仪器操作练习,熟悉仪器的性能和操作技巧,减少实验中的失误。
3、优化实验设计,减小实验误差教师在设计实验时,要充分考虑可能影响实验结果的因素,并采取相应的措施减小误差。
电磁感应实验中的常见问题解答与技巧总结
电磁感应实验中的常见问题解答与技巧总结电磁感应实验是物理学中重要的实验之一,通过该实验可以观察到磁场与电流之间存在的相互作用现象。
然而,在进行电磁感应实验过程中,常常会遇到一些问题和困惑。
本文将针对这些常见问题进行解答,并总结一些实验技巧,以便读者能够更好地完成电磁感应实验。
一、电磁感应实验常见问题解答问题一:实验中用哪种导线较好?回答:在电磁感应实验中,一般使用铜导线。
铜导线具有电导率高、热稳定性好、抗腐蚀等优点,因此适合用于电磁感应实验。
此外,导线的长度和截面积也会对实验结果产生影响,可根据实验需求选择合适的导线。
问题二:如何减小外界磁场对实验的干扰?回答:外界磁场可能会对电磁感应实验结果产生干扰,为了减小这种干扰,可以通过以下几种方法来操作:1. 选择一个尽可能密闭的环境,减少外部磁场的干扰;2. 避免靠近有磁性材料或电器设备的区域进行实验;3. 使用磁屏蔽材料将实验区域屏蔽起来,以减少外界磁场的干扰。
问题三:实验中如何测量磁感应强度?回答:可以使用霍尔效应或霍尔元件来测量磁感应强度。
霍尔效应是指当导体中有电流通过时,垂直于电流方向的磁场会引起电势差的现象。
霍尔元件则是一种能够测量磁场的器件,利用其输出的电压信号可以间接测量磁场强度。
二、电磁感应实验技巧总结1. 合理选择实验装置:在进行电磁感应实验时,应根据实验目的和要求,选择合适的实验装置。
例如,对于测量电磁感应产生的电势差,可以选择恒磁场实验装置,以减少外界干扰。
2. 注意电路接法:在连接电路时,应保证电路中没有接触不良或断开的情况,以确保电流的连续性。
此外,电路中的接触电阻应尽量减小,以保证实验结果的准确性。
3. 控制实验条件:在进行电磁感应实验时,应尽量控制实验条件的一致性。
例如,保持磁场强度、角度、速度等参数的稳定,以避免实验结果的误差。
4. 观察仪器读数:在进行实验时,应仔细观察仪器的读数,并及时记录。
同时,要注意使用合适的单位来表示实验数据,以便后续的数据分析和处理。
电磁感应的教学中最难的点有哪些如何突破
四、电磁感应中的力学问题和能量问题电磁感应中的力学问题与能量转化问题1.考点分析:电磁感应的题目往往综合性较强,与前面的知识联系较多,涉及力学知识(如牛顿运动定律、功、动能定理、能量守恒定律等)、电学知识(如电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等)等多个知识点,突出考查考生理解能力、分析综合能力,尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。
2.知识储备:(1)计算感应电动势大小的两种表达式:tN∆∆=φε,θεsin Blv =(2)判断产生的感应电流的方向方法:楞次定律, 右手定则 (3)安培力计算公式:F =BIl 3.基本方法:a. 确定电源( −−→−=+=rR EI E 感应电流−−→−=BIl F 运动导体受到的安培力−→−合外力−−→−=maF a 变化情况−→−运动状态的分析−→−临界状态)b. 在受力分析与运动情况分析的同时,又要抓住能量转化和守恒这一基本规律,分析清楚哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量参与了转换,如有摩擦力做功,必然有内能出现;重力做功就可能有机械能参与转化;安培力做负功就将其他形式能转化为电能,做正功将电能转化为其他形式能;然后利用能量守恒列出方程求解. 3.典例分析一、电磁感应现象中的力学问题【例1】如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距L 的平行光滑金属导轨cd 、ef 与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R 的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B 的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce 、垂直于导轨、质量为m 、电阻不计的金属杆ab ,在沿轨道平面向上的恒定拉力F 作用下,从底端ce 由静止沿导轨向上运动,当ab 杆速度达到稳定后,撤去拉力F ,最后ab 杆又沿轨道匀速回到ce 端.已知ab 杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F 和杆ab 最后回到ce 端的速度v .例如图1所示,AB 、CD 是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L ,导轨平面与水平面的夹角为θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B ,在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻,一根质量为m 、垂直于导轨放置的金属棒ab ,从静止开始沿导轨下滑。
电磁感应实验中的常见问题
电磁感应实验中的常见问题导言:电磁感应是物理实验中重要的内容之一,通过研究电磁感应现象,可以深入了解电磁学原理。
然而,在进行电磁感应实验时,常会遇到一些问题,本文将对其中的一些常见问题进行探讨和解答。
问题一:为什么线圈的匝数对电磁感应实验的结果有影响?线圈的匝数是指线圈的圈数,即导线绕成的圈数。
在电磁感应实验中,线圈的匝数对实验结果有直接影响。
这是因为根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与线圈的磁通量变化率成正比。
而线圈的匝数越多,单位长度内的导线总长度就越大,因此磁通量变化率也会更大,从而感应电动势就会增大。
问题二:为什么在电磁感应实验中使用闭合线路?在电磁感应实验中,我们通常会使用闭合线路。
这是因为根据法拉第电磁感应定律,感应电动势产生的条件是磁通量的变化。
如果线路是开路的,感应电动势产生后无法形成电流流动的闭合回路,电流就无法产生。
而使用闭合线路可以确保感应电动势产生后,电流能够形成闭合回路,从而使电流能够流动起来。
问题三:为什么在电磁感应实验中要改变线圈的磁通量?改变线圈的磁通量是电磁感应实验的关键步骤之一。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率成正比。
通过改变线圈的磁通量,可以使感应电动势产生,并引发电流的流动。
常见的改变线圈磁通量的方法包括改变磁场的强弱、改变线圈的位置和形状等。
问题四:为什么在电磁感应实验中感应电动势的极性有时会颠倒?在电磁感应实验中,有时会发现感应电动势的极性与预期不符,甚至会发生颠倒。
这是因为感应电动势的极性和磁场变化的方向有关。
根据楞次定律,磁场变化趋向消除产生它的原因,因此感应电动势产生的方向会使电流产生一个磁场,与原磁场相互作用。
当原磁场改变方向时,感应电动势的极性也会随之改变。
问题五:如何确保电磁感应实验的准确性?在进行电磁感应实验时,为了确保实验结果的准确性,可以采取一些措施。
首先,要保证线圈绕制的均匀性和紧密性,以减小感应电动势的误差。
其次,应尽可能消除传感器漂移和环境电磁干扰对实验结果的影响。
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在电磁感应定律教学中, 有这样一个问题: 矩形线框在匀强磁场中匀速转动过程中, 当线框处于与 磁场垂直位置时, 穿过线框的磁通量最大, 但磁通量变化率最小( 为零)感生电动势最小; , 当线框处于与 磁场方向平行位置时. 穿过线框的磁通量最小( 为零)但磁通量变化率最大, , 感生电动势最大. 由于 问题 描述的物理情况是电磁感应定律的内容. 因而显得特别重要. 这部分内容的学习, 不仅要求学生有一定
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文章编号 :0 8 7 X 20 )1 0 4 —0 1 0 —3 4 (0 2 0 — 0 0 2
电磁 感 应定 律 中的难点分 析 与 处理
王 连 彦
( 沈阳师 范学院 职业 技术学院, 豇宁 沈阳 103) 104
摘 要: 讨论 了磁通量、 礴通量变 化、 礴通量变化率等物理概念 的医另 . 0分析 丁感应 电动势 与磁通 量 变 化率 的关系 . 关麓词 : 电磁感 应 ; 通量 ; 磁 感应电动势 中宙分类号 : 4 . 041 3 文献标{码 : l A l
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平均值, 2 当 无限接近于 t 时, l 割线以切线位置为其极限, 切线的斜率代表 t 时刻磁通量变化率的瞬 。 时值 . A、 、 过 C E三点切线( 平行于 l 斜率的绝对值最小. 轴) 磁通量的变化率最小, 感生电动势最小( 为 零)但此时磁通量却最大 ; , 而过 B、 F三点的切线( D、 垂直于 l ) 轴 斜率绝对值最大, 磁通量的变化率最
【 ] 鬃晓俐. 2 张嵌华 . 高等散学 [ . 新编 M]大连 : 大连理工大学出版 社.01 20
Ana y i g a d h n e i f t e d f i u te n t e e e r - a ne i nd c i n l w l s n n a d lng o h i fc li s i h l t o m g tc i u to a
大, 感生 电动 势最 大 , 此时磁 通最 却最 小( 但 为零 ) .
这样就将磁通量的变化率的瞬时值与切线斜率联系起来, 做到物理意义和数学描述的统一, 形象地 描绘了感应 电动势 c 与磁通量变化率的关系. 参考文献:
【 ] 赵凯华. 1 阵熙谍 . 电磁学 【 . M]北京 : 民教育 出版社.9 9 人 17 .
d 1
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宙1 Leabharlann 宙2 在图1 所示的位置. 穿过线圈的磁通置最大, 但由于线圈的两个有效边 a,d bc 的线速度方向都与磁 力线平行 . 不切割磁力线, 因而不产生感生电动势, 感生电动势最小( 为零)而在图2所示的位置, i 穿过
收稿 日 :01 0 —0 期 20 — 9 5 作 者筒升 : 王连彦(90 . 辽宁沈阳人. 16 一)男, 沈阳师范学院讲师
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第1 期
王连彦 : 电磁感应定律中的难点分析与处理
线 圈的磁通 量虽然 最小 ( 为零 )但两个 有效边 均垂直切 割磁 力线 , , 困而感生 电动势最 大 .
这种解释物理模型直观, 物理意义明确, 但是理论深度不够. 困此, 可进一步 由割线、 切线斜率入手. 引伸到磁通量的变化率的平均值和瞬时值 如图 3 所示, 选择线圈平面处在与磁场方向垂直的位置作为 计时 起点 £ , =0 魁在 £ 刻穿过 线圈的 磁通 量 。:B・ a , 时 So st磁通量 。与 时间 t c 的变 化关 系的 图象 如
的数学分析能力, 而且还要有足够的空问想象能力 . 磁通量、 磁通量变化和磁通量的变化率这几个不同 的物理概念容易混为一谈, 有些学生感到难于理解, 这也就成为电磁感应定律教学中的难点.
为什么学生常对 磁通量变化” 磁通量变化率” 和“ 易发生混淆呢?一方面, 因为学生没有理解这两 个物理概念中. 前者与时间无关, 后者与时间有关. 另一方面, 因为学生对这两个物理概念所对应的物理 现象的区别缺乏印象 . 以, 所 在教学中, 教师可通过演示, 使学生观察到 :磁通量变化” “ 只决定。 感生电动 势或感生 电流的有无 而“ , 磁通量变化的快与懂” 决定着。 感生电动势( 或感生电流) 的太 小”教师通过 . 控制条形磁铁插入( 抽出) 线圈的快慢, 多演示几次, 让学生细致观察时间因素如何影响感生电流指针摆 动 的太小 . 即能 产生深刻 的感性认 识 . 至于磁通量最大处而磁通量变化率最小, 感生 电动势最小; 磁通量最小处 , 磁通量变化率最大, 感生 电动势最大. 因此, 可以由图 l 和图 2 作具体分析:
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第2 0卷第 1 期
20 年 1 02 月
沈 阳师 范学院学 报( 自然科学版 )
l S e3n am l nvri ( aua & ∞ ) f hn ̄ gN r a U iesy N trl t
Vo . 0 Nc 1 12 . .