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电磁感应的案例范文1
【关 键 词】 电磁感应；教学设计；重要考点
一、明确教学重点和流程
第一，学情分析。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。学生已学习了《静电场》与《稳恒磁场》的内容，为本课题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“一”的具体物理意义。
第二，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：增强学生的探究兴趣，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。
第三，要采用有新意的教学引入，为本课题开一个好头。如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。这样的设计意图在于，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。
二、教授重要考点
（一）法拉第电磁感应定律
这是本课题最核心的知识和考点。需要通过经典例题引导学生正确理解知识、掌握解题方法。如某学习小组设计了一种发电装置如图2甲所示，图乙为其俯视图。将8块外形相同的磁铁交错放置组合成一个高h=0.5m、半径r=0.2m的圆柱体，其可绕固定轴OO′逆时针（俯视）转动，角速度ω=100rad/s。设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B=0.2T、方向都垂直于圆柱体侧表面。紧靠圆柱体外侧固定一根与其等高、电阻R1=0.5Ω的细金属杆ab，杆与轴OO′平行。图丙中阻值R=1.5Ω的电阻与理想电流表A串联后接在杆a、b两端。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表A的示数约为1.41A
B. 杆ab移产生的感应电动势的有效值E=2V
C. 电阻R消耗的电功率为2W
D. 在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零
导线切割磁感线运动产生感应电动势的即时值用公式E=BLv计算，杆ab移产生的感应电动势的有效值E=2V，B正确；电流表A的示数I===1A，A错误；电阻R消耗的电功率为P=I2R=1.5W，C错误；电量q=It=
t===，在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表A的总电荷量为零。D正确。故答案为BD。
讲解例题时，老师还要做好方法总结：E=是求整个回路的总电动势，并且求出的是t时间内的平均感应电动势，而公式E=BLV求出的只是切割磁感线的那部分导体中的感应电动势，不一定是回路中的总感应电动势，并且它一般用于求某一时刻的瞬时感应电动势。
（二）电磁感应中的电路问题
这是本课题中较难的知识，需要老师通过例题引导学生做知识迁移，掌握相关解题方法。例如：两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
（1）求ab杆下滑的最大速度vm；
（2）ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。
根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律，有：E=BLv，I=，FA=BIL，mgsinθ-FA=ma，即mgsinθ-=ma，当加速度a为零时，速度v达最大，速度最大值vm=
（2）根据能量守恒定律有mgxsinθ=mv+Q，得x =+
（3）根据电磁感应定律有=
根据闭合电路欧姆定律有=
感应电量q=Δt==
得q=+
对于电磁感应中的能量转化问题，应弄清在过程中有哪些能量参与了转化，什么能量减少了，什么能量增加了，由能的转化和守恒定律即可求出转化的能量。能量的转化和守恒是通过做功来实现的，安培力做功是联系电能与其他形式的能相互转化的桥梁。因此，也可由功能关系（或动能定理）计算安培力的功，从而确定电能与其他形式的能相互转化的量。
（三）电磁现象中的功能关系
功能关系在近几年高考中常考，需要学生引起高度重视，尤其在新高考实施之后，老师更应该引导学生掌握。可举例题如：
如图所示，在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20T，方向垂直轨道平面向上。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg，回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω，金属轨道宽度l=0.50m。现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动的过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上。g取10m/s2。
老师可做如下设问：（1）导体棒cd受到的安培力大小；（2）导体棒cd运动的速度大小；（3）拉力对导体棒ab做功的功率。并为学生解答：
（1）导体棒cd静止时受力平衡，设所受安培力为F安，则F安=mgsinθ=0.10N。
（2）设导体棒ab的速度为v，产生的感应电动势为E，通过导体棒cd的感应电流为I，则E=Blv，I=，F安=BIl，解得v==1.0m/s。
（3）设对导体棒ab的拉力为F，导体棒ab受力平衡，则F=F安+mgsinθ=0.20N，拉力的功率P=Fv=0.20W。
方法总结：导轨上双金属棒运动切割磁感线产生感应电动势的模型的处理方法一般用动量守恒和能量守恒处理。
三、善于为课堂做总结
通过对物理教材和高中物理课程教材的分析，本次课题的设计使得教学内容更紧密联系实际。除了有精心的课程设置，也有与考试密切相关的考点分析，更有解题思维和方法的指导。
教师一方面采用传统实验演示，另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、图片、试题等教学资源，引导学生进行分析推倒，发挥学生的主观能动性，培养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应用中的介绍，锻炼学生解题能力的同时也锻炼了其发散性思维。
【参考文献】
[1] 马文蔚. 物理学（第五版）上册[M]. 北京：高等教育出版社，2010：296～300.
电磁感应的案例范文2
但是，笔者在教学中发现，对于不少高中物理习题，不同的学生会应用不同的解答方法，且这些方法从原理上审视都似乎是合理的，解答与计算过程也都正确，但是却得出了不同的答案。仔细剖析发现，这实质上是学生对不同解答方法适用范围的认识不清造成的。为了帮助学生更好地认识这一点，笔者提出了“似是而非解题思路研讨法”。
一、高中物理“似是而非解题思路研讨法”建构
新课程倡导以学生为主体，注重“过程和方法”目标。当代科学家波普尔说：“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素。”“似是而非解题思路研讨法”正是贯彻上述理念，让学生参与解题思路的比较与纠错过程，在相关理论和实践经验基础上建构高中物理“似是而非解题思路研讨法”，流程如下：
第一步，教师呈现可能存在着多种解题思路的物理习题。
第二步，学生自主进行解答，教师提醒学生思考：这一道题是否存在着多种解题思路？若有，请都写出来。
第三步，将具有代表性的学生解题思路和解题结果展示给全体学生，教师也可补充提供事先准备好的异于学生解题思路的版本，以小组为单位，研讨为什么看似正确的解题思路却出现了不同的答案，究竟问题出在什么地方。
第四步，学生小组代表汇报，教师进行点评，并引导学生比较不同的解题思路，深刻理解各自的适用范围和条件。
以上“似是而非解题思路研讨法”四部曲，通过创设能够让学生发散解题思维的场景，让学生先将似是而非的解题思路暴露出来，而后通过集体研讨和教师总结提升的方式，帮助学生深化理解相关的知识，可以说是国外科学概念教学中认知冲突策略的一种迁移应用。下面结合具体的案例进行探讨分析。
二、案例分析
结合两个案例阐释高中物理“似是而非解题思路研讨法”的应用。
1.电磁感应强度的计算
计算电磁感应强度是高二物理的重点和难点，而计算的方法可以用产生感应电流的条件进行分析，也可以利用法拉第电磁感应定律，往往会给学生造成混淆。为此，笔者首先呈现以下题目，要求学生做出解答，并思考是否有多种解题思路。
接着教师抛出问题：以上两种方法从不同的维度研究问题，思路都非常清晰，似乎也看不出什么问题，最终为何出现不同的结果呢？请以小组为单位进行讨论。
最后教师引导学生共同得出结论：
（1）两种分析方法的切入点都正确，方法一是以感应电流产生的条件为依据；方法二是以法拉第电磁感应定律为依据。
（2）两种方法的思路都正确。方法一中，导体向右运动引起的磁通量的增加等于磁场变化引起的磁通量的减少；方法二中，导体切割磁感线引起的动生电动势与磁场发生变化引起的感生电动势大小相等、方向相反，总电动势为零。
（3）再继续深入分析题意，探究关系式的含意。题目中“从t=0时刻起磁感应强度B逐渐减小”是一个明确而又模糊的概念，明确的是磁感应强度在减小，模糊的是如何减小，是均匀？非均匀？还是突然？这种减小是不确定的，不能想当然。④式表示的是t时刻的瞬时感应电动势；⑤式中l（l+vt）是t时刻回路的面积，而是t时间内磁感应强度的平均变化率，两者的乘积不等于t时刻的瞬时感应电动势。显然④，⑤两式不相等，方法二不正确，错在没有正确理解题意和审查清楚原理性公式的内涵。
经过上述教学，学生对电磁感应强度的计算方法、对法拉第电磁感应定律公式有了更深刻、更全面的认识，可以有效避免今后出现类似的错误。
2.电量的计算
电量Q在电磁学中出现在不同的公式中，因此涉及电量的计算也往往有多种解题思路，也是学生易于混淆的知识点之一，为此笔者做了以下教学设计。
首先呈现例题2，同样要求学生发散思维，尝试采用不同的解题方法。
教师在呈现了上述四种解答过程后，要求学生小组分析，看似四种思路都很明确、清晰，为什么答案会不一致。
在学生研讨及代表发言后教师做进一步分析和总结，帮助学生反思一下该题的四种解答方法：
方法一中②式w电=EQ为电源输出的电能，这部分
能量有两个去向：一部分在电路中转化为内能，另一部分通过安培力对导体做功，转化为导体的动能，可见，EQ>mv2/2，故方法一错误。
在方法二中由于导体做切割磁感线运动而产生反电动势，使电路中的电流减小，因而导体受到的安培力不断减小，导体在磁场中做加速度越来越小的变加速运动，故方法二的原理错误。
在方法三中，运用动量定理时把安培力视为恒力，而安培力是变力，故方法三的解法也不正确。方法二和方法三同样都犯了原理性公式使用不正确的错误。
再进一步分析，我们可以从平均值的角度来思考这个问题。如果把方法二和方法三中的加速度a换成平均加速度，电流换I成平均电流，则根据平均值计算的结果和微元法求得的结果就是一致的。这也给我们提供了一种处理问题的方法：用平均值代替变量。
方法四是采用微元法解答该题，自然结果是正确的。
通过采用“似是而非解题思路研讨法”对上题进行深入研讨，学生纷纷表示，第一次如何深刻地认识了上述四类解题思路及相应的知识，而课堂所营造的那种具有挑战性的氛围，也使学生的思考与研讨十分投入，较好地保证了教学的有效性。
三、小结与讨论
通过以上两个典型的案例分析，展示了笔者提出的高中物理“似是而非解题思路研讨法”的应用。可以看到，通过暴露似是而非的解题思路，引发了学生对所学知识的深入思索和对解答结果的深入反思，充分激起了学生求知、求思的积极性和主动性，起到了自我认识教育的目的，同时也让学生更强烈地意识到，必需真正吃透所学的概念、规律等知识，必需养成全面思考、善于分析的习惯。
学生在找错、议错、辨错、改错的活动中，既加深了对知识的理解和掌握，又提高了自己的分析水平，充分发挥了自己的个性特点和思维禀赋。笔者通过多次使用“似是而非解题思路研讨法”开展相应的高中物理习题教学，用较少量的练习却帮助学生更好地掌握了相关知识，在一定程度上体现了教育理论指导的可行性与有效性。应当看到，物理教学研究博大精深，教学有法，教无定法，如何更好地提高教学的有效性，有待更多的物理教育工作者共同研究。
电磁感应的案例范文3
数字实验的出现让我们看到了希望.数字实验利用传感器获取数据信息，通过计算机完成对实验数据的分析和处理，实现信息技术与学科教学的整合，它具有系统稳定、数据测定精确、数据处理方便、附属产品丰富等特点，必然能超越传统实验，成为物理教学的中坚力量.笔者利用朗威DIS实验平台做了大量的研究，对高中物理实验体系做了全面分析，开发了一批数字实验，基本做到传统实验数字化，定性实验定量化，演示实验学生化，并且用传感器完成了传统方法不能完成的实验.在这里笔者就几个重要理论的数字实验案例与各位探讨，不当之处还请指批评指正.
1 测定交流电的有效值——实验设计精简
每个实验教师一年或几年才会做一次，实验过于复杂或不能成功，都会被淘汰，因此，操作方便、设计精简是实验能够推广的基本要求，“测定交流电压的有效值”实验设计考虑到了这一点，如果恒定电流和交变电流使灯泡产生相同的亮度，则认为它们产生的热功率相等，这种设计电路简单，易于接受，使“测定交流电压的有效值”实验得以普及.
实验原理 让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果它们在相同时间内产生相等的热量，那么就把该恒定电压的数值规定为这个交变电压的有效值.
实验器材 朗威电压传感器、光照度传感器、铁架台、6V小灯泡、学生电源、6V电池组、滑动变阻器、导线、开关.
实验过程 按图1固定好小灯座和光照度传感器的位置不变，按图2连接好电路；用交流电对灯泡供电，使灯泡发光，记下光照度传感器的数值，从“电压U—时间t”图线上获得交流电压的最大值（图3）；将学生电源改为电池盒，调节滑动变阻器的滑片，使光照度传感器的数值与交流电源供电时的数值相同，记录此时小灯泡两端的电压；根据获得的实验数据，计算交流电压的有效值与最大值的关系.
.这种方法也适用研究其它类型交流电的有效值.
2 测定波的速度——实验现象清楚
实验现象好坏是实验成败的重要标准，如果实验误差过大，现象模糊，就缺乏说服力， “测定弹簧中纵波的速度”实验充分利用了力传感器高灵敏的特点，将不易察觉的现象展现在我们眼前，实现了传统实验数字化的转变.
实验原理 波在介
3 探究法拉第电磁感应定律——自制教具辅助教学
虽然数字实验的附属器材已经非常丰富，但并不能满足每个老师上课的需要，因此，能够制作出符合自己要求的教具是对物理教学的有力补充.“法拉第电磁感应定律”实验就是笔者利用自制教具完成的，它填补了电磁感应定律教学的空白.
实验器材 朗威电压传感器、螺线管、标有刻度的70cm长有机玻璃管、铁架台、磁铁、细线.
电磁感应的案例范文4
关键词：化工仪表 干扰 仪表安装
在化工生产中，测量控制系统主要由检测元件、控制单元、显示仪表组成。现场生产工艺过程数据经检测转换后传送至显示仪表，控制器的输出信号也同样经过传送到达现场执行设备。在这个过程中，会出现有效的信号和各种现场产生的干扰信号一起进入仪表，以及有效执行命令和干扰进入执行机构，产生仪表显示不准确和现场执行机构故障的现象。最后导致企业生产事故，造成经济损失[1]。因此，化工仪表设备进行数据采集、处理的主要障碍就是现场干扰。除了选购满足现场要求的有抗干扰措施的合格仪表之外，仪表在现场使用的过程中，还应采取多方面的技术措施提高抗干扰能力。
一、现场干扰来源
化工生产现场具有高温、高压、粉尘多的特点，干扰存在于整个自动化系统中，其产生的原因主要有机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰及电磁干扰。其中，电磁干扰是最普遍、影响最严重的干扰，有电磁感应和静电感应两类。电磁感应，也就是磁场耦合，是通过导体间的互感耦合形成空间中磁耦合。现场检测设备与显示仪表之间连接的导线以及仪表内部的配线电路都会通过磁耦合在回路中产生干扰。如化工现场使用的大型变压器、各种交流电动机及高压电网等周围都会形成很强的交变磁场。在这种交变磁场中，仪表的闭合回路将会产生感应电势。因此，仪表导线必须远离这些强用电设备、动网，对导线走线方向进行相应调整以及适当地缩短导线的回路距离。静电感应也称为静电耦合，指的是相对的两物体中，如其一的电位发生变化，则由于物体间的电容使另一物体的电位也发生变化，通过电容性的耦合，干扰源在回路中形成干扰。根据仪表输入端干扰的作用方式，干扰又可分为共模干扰和串模干扰。共模干扰是加在仪表任—输入端与地之间的干扰，这种干扰既有直流电压，也可以是交流电压，其幅值取决于化工现场的环境条件和仪表等设备接地情况，可达几伏甚至更高。串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰。其产生的原因有长线传输的互感，空间的电磁场引起的磁场耦合，分布电容的静电耦合等。
二、仪表抗干扰措施
为了降低现场设备对仪表的干扰，首先在设计阶段应当选用干扰小的电气设备。如选择干扰小的变频器，大功率变额器的电源输入端和输出端加装无线电干扰抑制器，从而减少变频器对外界的干扰。其次设备现场安装时应当注意如下事项：仪表地线、屏蔽地线和保护地线应该分别从大地作接地极引入控制室，不要与电气接地共用，自控系统接地电阻要小于4欧姆。
仪表控制柜在配线时，信号线选用相互绞合的屏蔽线缆。信号线不能与动力电缆平行布线，应远离干扰源，也不可与动力电缆放在同一个桥架。同时为了减少干扰，信号电缆的屏蔽层不应两侧同时接地，只能在电缆的一端接地。否则，当电线两端有电位差时，会有电流流过屏蔽线，产生干扰信号[2]。需要指出的是，检测信号线的屏蔽层应在显示仪表侧接地，控制信号线的屏蔽层应在被控单元处接地。这种接地可以排除信号传输过程中产生的干扰。
在现场由于供电电源的波动，会影响仪表工作，需要选用三重屏蔽的电源变压器，而且仪表直流电源滤波及稳压电路要处理好，这样才不会对仪表的测量精度造成影响。现场的强电磁场是造成仪表干扰的主要来源。因为仪表回路由于电磁感应的原因产生感应电压，进而影响仪表电路的正常工作。对于此类干扰，一般化工行业使用的仪表均采取了一定的抗干扰措施，主要是引入滤波电路（如带阻滤波器或带通滤波器）来削弱干扰，有选择地将干扰信号阻断或旁路排除掉。针对化工生产现场的工频干扰作用，仪表多采用这类电路来阻断或滤除工频干扰及其高次谐波。
实践中，现场仪表采用正确的接地方式，可以基本解决自动控制系统中的电气干扰问题。又因为现场条件复杂，出现干扰问题一定先要仔细分析原因，对症下药。下面结合现场的一个案例具体阐述处理电磁干扰的方法。某化工厂检测工艺温度时，发现仪表显示的温度与工艺温度相差较大，鼓风机使用变频器控制，在鼓风机起动时，显示温度变化大。鼓风机停止时，温度即恢复正常。初步措施是将仪表盘与鼓风机柜间隔拉大，中间用挡板隔离；信号电缆的屏蔽层单端接地；鼓风机电缆单独置于—个桥架内。经过上述处理后，发现干扰没有消失只是变小。具体分析，发现该仪表的抗干扰较差，同时鼓风机变频器功率大。这样当鼓风机起动时，产生较大的电磁干扰作用于温度信号线上生成叠加信号，这样温度信号与干扰信号共同进入仪表，使仪表显示错误。去除干扰就要将该叠加信号过滤掉，现场增加电容于仪表的信号输入端用以过滤干扰信号。电容可以平滑滤波，过滤干扰电信号，只使温度信号输入仪表。通过加装电容滤波，温度显示准确，完全解决了电磁干扰。
三、结语
本文对化工生产中测量仪表常见的干扰现象进行了描述，分析了现场的干扰源以及采取的抗干扰技术措施，并结合实际案例具体分析了应对变频器干扰的技术。
参考文献
电磁感应的案例范文5
关键词：科学探究教学模式；自感现象；教学设计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0016-3
科学探究教学就是让学生在教师的指导和启发下，独立自主开展学习活动，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习如何发现问题、分析问题和解决问题，体验科学探究的乐趣，掌握科学探究的方法，领悟科学的思想和精神。它是实施新课程教学的一个重要教学课型。在此以“自感现象”为例，就“科学探究教学模式”在高中物理教学中进行实践应用。
“自感现象”是人教版选修3-2第四章第六节的教学内容。课程标准要求学生能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及认识自感现象是电磁感应现象的特例，感悟特殊现象中它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
1 实践案例――“自感现象”教学片段
1.1 切身体验，认识自感
如图1所示，让几位同学手拉手“串联”在电路中，电源只需1节干电池。
问：断开开关的瞬间，1节干电池何以使得这么多同学同时受到电击？
答：开关断开后，同学们与线圈构成闭合回路，“电击”可能与线圈有关。
由“电击”体验引发思维疑问，从而引入本节课研究的课题――“自感现象”。且在生活中，学生接触到自感的机会并不是很多，缺乏对自感的直接体验。借助“电击”游戏，能感受到物理学习的现实意义，同时引发学生的求知欲望。
问：开关断开时，通过线圈的电流大小如何变化，电流变化的同时又引起哪些物理量的改变？
答：电流减小，线圈中磁场减弱，通过线圈的磁通量减小。会产生电磁感应现象，产生感应电动势。
断开开关的瞬间，线圈产生的自感电动势使得同学们受到了电击。
根据奥苏贝尔的同化理论，任何一个新知识均可以通过上位概念、下位概念和先行组织者，寻找它与旧知识的联系作为新概念的增长点，促进新知识的学习。在本节课之前，学生已经对“楞次定律”“法拉第电磁感应定律”等知识进行了学习，通过设计问题对这些知识进行回顾，让学生在回顾旧知识的过程中解决新问题。
1.2 问题引导，深入研究
自感电动势是一个抽象的概念，它产生的原因学生较容易接受，但它对电流变化引起的“阻碍”作用，以及自感电动势方向的确定却是教学的一个难点。在教学设计时，借助演示实验来创设情境，让学生以研究者的角色进入学习，并借助问题链的方式为学生的理解与思考提供“支架”来化解难点。
问：如果把“电击游戏”电路中参与体验的同学换成灯泡，在开关断开时可以观察到什么现象？
答：产生自感电动势的线圈可以看作一个电源，它能继续给灯泡供电，灯泡不会立即熄灭。
实验演示：
实验现象：灯泡闪亮了一下，没有立即熄灭。（暂不对灯泡发光变亮这一现象进行探讨）
在此进行实验演示不仅可以对前面的理论推理进行验证，还可以通过小灯泡的发光让同学们“观察”到线圈产生的自感电动势。
问：电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会产生自感电动势。自感电动势的作用是使得线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？
学生活动（理论分析）：
答：当电源断开时，通过线圈的电流（如图2）减小，由楞次定律可判断感应电流的方向与电流的方向相同，使得线圈L中的电流减小得更慢些。
问：通过线圈的电流减小，自感电动势使得线圈L中的电流减小得更慢。那么，当通过线圈的电流增加，自感电动势又会如何影响电流的变化呢？
答：在开关闭合时，通过线圈的电流（如图3）增加，由楞次定律可以判断感应电流与线圈中电流的方向相反。
自感电动势的作用是阻碍线圈中电流的变化，为了让学生对“阻碍”一词有较为深刻的理解，可在通电自感实验演示之前让学生先对灯泡的发光情况进行“猜想”。猜想源自学生对“自感电动势对电流作用”的理解，猜想也是对“自感电动势对电流作用”的另一种表述。观察通电自感灯泡的发光情况也能帮助学生更好地理解“阻碍”的含义。
在图3电路中接入灯泡，根据你对自感电动势的认识，说一说开关闭合时灯泡的发光情况。
发光情况可能有：
①灯泡A1没有办法被点亮；
②灯泡A1会先变亮后熄灭；
③灯泡A1逐渐变亮。
有条件的学校，建议依次进行甲、乙两个演示实验（如图4），通过演示让学生看到对比带来的差异性，通过对比能更直观地观察到灯泡A1的发光情况。在培养学生观察能力的同时也向学生传授了“对比观察”的实验方法。
分析与论证
实验现象：灯泡A2立即变亮，而与线圈串联的灯泡A1逐渐变亮。最后达到稳定时，两灯亮度相同。表明线圈产生的自感电动势延长了灯泡达到正常发光的时间，推迟了电流到达正常值的时间。
归纳总结
断电自感时通过线圈的电流减小，自感电动势使得电流减小得慢些，但最终电流大小减小为零；通电自感时通过线圈的电流增加，自感电动势使得电流增加得慢些，但最终电流到达正常值。自感电动势的特性：自感电动势总是要阻碍通过线圈的电流变化。
1.3 拓展应用――对断电自感电路的进一步讨论
问：在图2电路中，产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？开关断开前后通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？ 答：通过灯泡的电流方向发生了变化，不一致（如图2）。
问：如何通过实验来证实通过灯泡的电流方向发生了改变？
答：在电路中加入发光二极管或者电流计（如图5、图6）。
问：开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？
在授课时教师可以联系断电自感演示时“灯泡闪亮一下”这个现象引导学生回答。并使用电流传感器采集数据，给学生展示电流反向变大这一过程。
图7为电流传感器采集的I-t图像。可以观察到开关断开后，通过灯泡的电流方向发生了改变，且电流大小大于开关断开前的数值。
2 几点想法
2.1 教学设计要明确探究重点
在教学设计中，确定探究课题后，应认真分析每个探究活动的过程所要达到的目标，由于一堂课时间很有限，不可能让学生对每个环节都进行探究，所以必须确定让学生探究的重点。做“电击体验”游戏时，探究的重点是自感电动势的产生原因；探究“自感电动势对电流的影响作用”时，探究活动的重点是电流变化时线圈中产生的感应电动势及其电流方向、通电自感电路中灯泡发光情况的猜测与观察、自感电动势对电流影响作用的归纳与总结，等等。侧重在某一个或几个方面让学生深刻体会科学探究的实质，这对提高科学探究的质量是非常重要的。盲目的探索不仅达不到科学探究的目的，而且还可能完不成教学任务。
2.2 实验器材的选择
探究所需的器材不是越先进就越好，反而是越简单越能体现物理的探究性。在物理学中常常有利用简单的仪器或设备，完成惊人的发现。如自由落体的运动规律、电磁感应定律的发现。因此，在探究自感电动势的特性时，并不是一定要使用电流传感器来演示自感对电路电流的影响。
2.3 勿让演示实验“喧宾夺主”
在观摩“自感现象”示范课时，发现有些教师为了营造课堂氛围，过多地设置演示实验环节――既观察灯泡的发光情况又使用传感器演示自感对电流的影响，以致教学任务不能完成。依据课程标准，本节课的重点应该是运用所学知识思考和解决实际问题，而不是简单对自感现象进行观察。
3 结 语
在此“自感现象”的教学设计中，通过设计探究活动引导学生体验、思考、推理和观察，从而“发现”和掌握自感电动势对电流的阻碍作用。通过对一系列问题的讨论求解，促使学生主动学习，并运用所学知识思考和解决实际问题。在课堂教学中，教师只是在抛出问题、演示实验，而学生带着问题认真推理分析、观察现象，积极主动地讨论、梳理、总结，成为了课堂真正的主人。
参考文献：
[1]林一敏，林达彬.关于科学探究中问题情境创设的思考[J].物理教学探讨，2014，32（2）：25―27.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[3]韩海波，刘年新.优化教学设计促进探究互动[J]. 物理教学探讨，2014，32（2）：33―35.
电磁感应的案例范文6
关键词：高速公路；供配电；节能技术
如今，随着科学技术的高速发展，对供配电系统也提出了更高的要求，在进行供配电系统设计的过程中，应该对一些环节加以研究，防止电力资源的浪费问题。在高速公路中，由于照明系统的设计，电力资源的消耗是比较多的。所以，应该运用相关的技术，减少电力资源的消耗，不断完善能源的使用结构，在人力、物力和财力投入的基础上，能够促进节约型的电力系统的建设。
一、高速公路供配电的现状分析
（一）高速公路供配电系统设计的原则
供电系统在设计的过程中，应该提高其供电的质量，提高供电的可靠性，而且在接线的过程中不能过于的复杂，尽量避免较为复杂的操作。按照我国的国情，应该进行有目的的选择，借助国外先进的经验和技术方案，提高客户的满意程度，防止高速公路上安全隐患的发生。应该结合当地供电局的意见，在对电力设备安装时，应该对配置进行调节。做好相关的检修工作，确保系统能够正常的运行。
为了能够提高高速公路的安全性，要在高速公路的内部安装通风的设施，而且在高速公路内照明的设备非常重要。
在对高速公路供配电系统进行设计中，应该提高施工人员的安全性，应该对供配电系统进行科学的管理，运用较为先进的思路来促进供配电系统的设计。应该对全局进行分析的基础上，通过分析用电的情况和施工的性质，按照实际的案例，合理的布置施工的方案。供配电系统设计方案的制定应该分析不同工程的性质，在了解工程周期的基础上进行。
供配电系统在设计中应该确保技术的先进性，运用较为成熟的技术来促进供配电系统的完善，可以借助信息技术和计算机技术，提高系统的监控功能，确保系统的稳定性。在系统设计中，应该确保系统具有良好的扩展性，在进行软件设计的过程中，应该按照当前的需求，又要做好相关技术的开发工作。确保系统的界面的友好性，在系统设计的过程中，确保系统的使用是比较简单的，界面应该比较直接，客户在使用中应该做到一目了然，可以借助清晰的框架来实现。在供配电系统设计中，应该提高系统的安全性和可靠性，如果设备出现了较为严重的问题，应该通过监控和自动诊断的方式，找出问题。提高系统的实用性，在供配电系统设计中，应该分析所有的客户，提高系统的实际性。
（二）供电方案和负荷的类别
为了能够展现出高速公路的优势，应该按照工程的现实情况作出分析，供电系统应该提供优质的电力，确保供电的稳定性，能够确保电力资源能够满足人们的要求。在供电局制定相关供电方案的过程中，应该分析电力资源的消耗情况，尽量减少有色金属的消耗。
按照通常的供配电系统的方案，在供电系统中应该有不同的电源提供，为了能够确保整个系统的正常运行，可以采用柴油发电的模式，当不同的电源分别发生故障时，还能够保证有正常使用的电源，确保电力资源的有效传输。
（三）高速公路供配电系统设计的内容
首先要进行变配电所的设计，在高速公路的高速公路中，很多设备都会受到不良环境的影响，如尘埃、汽车尾气等都会导致设备出现腐蚀，因此，可以采用变配电所的方式。其次，应该确保变压器在三相不平衡负荷下使用，可以通过设计自动开关的方式，提高系统的应用效率。为了能够确保高速公路的美观度，可以运用高压电缆的方式进线。
（四） 高速公路供配电方式
供配电系统一般都是由两路电源构成的，在项目进行的过程中，高速公路沿线地区的供配电系统设计难度比较大，会耗费大量的资金，一般都是运用高电压的变电站和架空输电线路的方式。在高压线路的协助下，供配电系统的可靠性能够得到保障，但是如果架空线路出现问题，也会导致断电的问题，柴油发电阻的额定功率应该进行良好的设计，才能够确保高速公路供配电方式的稳定性。
二、高速公路供配电节能技术分析
（一）电子节能技术
1、新型的照明技术
现在有很多新型的节能灯，如LED灯，这类新型的照明技术具有节能环保的效果，在供配电系统的设计中展示出较为明显的优势。LED灯能够将高速公路的线型标识出来，可以借助视线诱导的方式，确保车辆在高速公路内行驶的安全性。在白天，高速公路内的亮度比夜晚大，所以，照明系统也能够自动的调节。
2、电磁感应灯照明技术的研究
电磁感应灯的亮度非常大，而且其使用年限长，节省了成本，具有节能环保的特征，照明的稳定性好，在不同的场合都可以使用，尤其适合于室内和景观的照明中。而且，电磁感应灯不会让人感到刺眼，不会产生任何的光污染，在较小的功率下照样可以使用。电磁感应灯是一种新型的节能灯，其借助的是传统的光源，其功率比一般的照明工具小。
3、供配电的分布式
在高速公路供配电系统设计的过程中，一般根据要求不同，可以采用分层设计的方法，在设计的最高层形成全网数据的汇流中心，能够在全段的高速公路中使用，借助了电网监视和远程控制的方法，能够对设备的运行情况进行分析，能够将变电所的监控分成不同的层次，在各个区域都形成了相关的电网数据收集系统。而且，如今网络技术发展迅速，数据的收集一般都是采用远程的方式。
（二）使用高效的变压器
现在，常见的变压器一般是使用S9型的，这类变压器的能耗还是比较大的，最近由研发出了S11变压器，这种变压器的空载励磁电流比较小，而且在使用中噪声也比较小。S11变压器突破了传统的叠片式和铁心的结构，运用了高导磁的冷轧硅制成，能够减少材料的浪费，而且此类变压器是完全封闭的，其运行的可靠性能够得到保障，并且其使用年限比较长。
（三）使用非晶态的磁性材料变压器
非晶态的到此材料具有较高的导磁率，而且其电阻非常大，不会产生太大的铁损，运用非晶态的合金作为铁心的材料，能够减少能耗。现在非晶态的变压器的容量非常大，在高速公路供配电系统中比较常见。
（四）使用节能型的轻质高强的耐蚀电缆桥架
电缆桥架能够在不同电压的配电网上使用，能够借助平板钢结构，外表使用的热镀锌，能够防止雨水的腐蚀，其强度比较高，能够节省电能。
结语：
在高速公路的建设中，供配电系统的设计是非常重要的，其能够提高人们出行的安全性，同时也能够提高人们出行的舒适度。合理的供配电系统的设计能够起到节能环保的效果，符合我国科学发展观的要求。在高速公路供配电系统设计中，可以采用一些节能的技术，运用电磁感应灯照明的方式，减少光污染的产生，借助信息技术实现供配电的分布式，实现对供配电系统的分层管理，强化监控的力度。
参考文献：
