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电磁感应效应范文1
【关键词】脉冲电源模块 磁场测量 线圈探头
磁场测量是研究与磁现象有关的物理过程的一种重要手段。磁测量技术的发展和应用有着悠久的历史。自16世纪末期就开始使用的利用磁力为原理的测量方法,到现在广泛使用的电磁感应法和电磁效应法。目前比较成熟的磁场测试方法主要有以下几种:磁力法、电磁感应法、磁饱和法、电磁效应法、磁共振法、超导效应法和磁光效应法。
电磁感应法是利用电磁感应定律来测试磁场的方法,当一个线圈置于变化的磁场中时,当耦合与线圈的磁通发生变化时,在线圈上就会感应出响应的电压,因此,只要测试出对应的电压大小,就可以通过一定的转换方法,获得对应的磁场大小。电磁感应法一般利用具有一定面积的线圈作为探头,因此理论上不能算真正的点磁场测试,一般将线圈面积内的磁场平均值来表征线圈中心点的磁场。
1 电磁感应法测量原理
则当线圈的几何尺寸满足上述关系时,线圈的总磁通量φ只与其中心点处的磁场相关,此时所测得的是线圈中心的“点”磁场值,其方向与线圈轴向平行。
2.2 线圈常数的确定
利用满足一定尺寸要求的感应式磁传感器测量空间“点”磁场,线圈常数是个很重要的概念,
当感应线圈的几何尺寸和匝数设计确定后,线圈常数也就定了,但在实际设计尺寸时,应综合考虑L/D 和NS 值,保证实现“点”磁场测量传感器的最优化设计。
3 电磁感应法脉冲磁场测量系统
3.1 测量系统
利用电磁感应法进行磁场测量时,测试系统主要包含以下几个部分,主要由线圈探头,连接线以及采集系统组成。
线圈探头是由导线绕制,由于仅为观察线圈探头测量磁场对于电流的跟随效果,故在线圈探头设计时并未做过多考究,其参数如下:线圈匝数8匝、外径15.20mm、内径11.48mm、长15.30mm、导线直径为1.64mm,如图2所示。
3.2 试验布置
利用电磁感应法测量磁场时,因为线圈探头有一定的体积,故为了更好的测量到“点”磁场,需将线圈探头正对电感器中心处,并妥善固定。线圈探头固定位置如图3所示,试验布置如图4所示:
3.3 试验数据
(1)示波器所测得的波形如图5至图6所示(其中CH1为线圈测得信号,CH2为电流信号):
(2)将线圈测得的信号积分后,所获得的波形如图7至图8所示:
由于示波器测得的信号存在一定的偏置,其中线圈测得信号大约有-0.02的偏置,电流信号大约有-0. 8的偏置,故对其做了相应处理。在积分前,在EXCEL表格中,分别对线圈信号数据+0.02,对电流信号数据+0. 8。
3.4 试验结果分析
虽然只是简单绕的线圈,但是通过测量的结果可以明显看出,其相对于电流的跟随性良好,并且也没有出现负值。总体来说,其波形满足要求,但是线圈探头的标定仍是一个难点。
有一点值得注意的地方,在线圈测量的dB/dt波形中,同样可以发现有个向下的负脉冲,但是由于数据还要再次经过积分,所以该负脉冲的影响并不明显,并未影响到积分后磁场波形的变化。并且,通过对比第一次试验霍尔探头测量的波形可以发现,其向下的负脉冲出现在同一地方,故可以判定为同一原因引起的负脉冲,并且该负脉冲只是单纯影响测量信号。霍尔探头是直接输出磁场的波形,所以负脉冲对其影响很大;而线圈是经过积分后才获得磁场波形,所以在这两处负脉冲对其积分结果不会造成很大影响。
4 结论
本文首先对利用电磁感应法测量磁场进行了简要的介绍,并且对其注意事项与设计做了一定分析。根据实际条件,对模块的电感外侧磁场进行了测量,并且获得了磁场测试的结果。
对于霍尔效应法而言,测试得到信号后,经过简单的转换就可以得到磁感应强度信号,但是,信号中包含有较多的干扰和毛刺,需要进行平滑处理(差分放大消除共模干扰);而电磁感应法获得的信号,需要进行积分处理才能够获得最终的磁场信号,经过积分处理后的信号失去了一些重要的跳变信息,例如霍尔效应中出现的下降沿信号,就无法在感应法中明显的体现。
为了使磁场测量的工作更加方便,下一步的工作主要为消除示波器中的偏置与设计积分环节,本文的试验数据能够为后一阶段的工作提供一定的参考价值。
参考文献
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电磁感应效应范文2
【关键词】职高;物理;研究教学法;电磁感应
许多职高物理教师在组织教学活动中,习惯于对学生进行“填鸭式”教学,灌输教学内容,这样的教学模式成效并不显著,因为在这样的教学模式中,学生的参与性不高,思维也没有得到充分的训练,对于激发学生学习热情以及促进学生综合素质提升方面存在不足。探究教学发是针对这一现状开展的有效改进,本文将结合电磁感应教学内容进行阐述。
一、通过设置疑问的方式调动学生探究欲望
在物理教学中,调动学生探究欲望的一个重要方式就是设置疑问,利用物理科学方面的知识进行疑问设置,让学生在内心产生学习物理的欲望,为教学活动的顺利开展奠定基础。笔者在电磁感应内容的教学中,设计了一个问题,以此来激发学生的探究欲望:“同学们,电流能够产生磁场,这一规律已经被奥斯特所验证,那么反过来,利用磁场是否能够产生电流呢?”在笔者的启发下,学生对于电磁感应相关内容的学习充满了兴趣。实践证明,利用设置疑问引导的方式,能够在一开始就抓住学生的思维,激发学生学习兴趣,积极投入到学习活动之中。
二、通过引导探究的途径训练学生思维能力
在职高物理电磁感应内容的教学中,为了体现学生的主体地位,让学生在学习知识的同时,真正提高思维能力与操作能力,促进综合素质提升,笔者将以往直接授予的教学内容,引导学生通过自己动手与讨论研究的方式解决,主要依靠自己以及其他学生的共同努力获得知识,实现教学目标,成效较为显著。
在电磁感应内容的教学中,运用磁场产生电流应当有两个方面的条件,即要具备变化的磁通与闭合电路,针对这样的教学内容,笔者要求学生在学习中分为两种类型的学习小组,为学生提供不同形状的磁铁、灵敏的电流计、线框以及螺线管、开关、滑动变阻器等实验器材,指导学生按照要求进行演示操作,两种小组分别以“运用磁铁产生电流”、“干电池供电形成磁场产生电流”两种方式途径进行实验操作,在学生操作的过程中,笔者分别进行巡视与指点。
在学生分组进行操作与分析研究之后,笔者要求学生分组进行汇报学习情况,在学生分组汇报的基础分别指导上,学生梳理出“导体对磁感线进行切割能够使电路中产生电流”、“提供磁场的闭合回路一旦出现电流变化,就会在电路中产生电流”这两个初步的结论
针对学生自己动手操作以及研究分析得出的结论,笔者引导学生进行更深一步的探究。在第一组得出的“导体对磁感线进行切割能够使电路中出现电流”结论,笔者提出了一个探究题要求学生进行思考与分析:全部电路处于匀强磁场实施磁感线切割能否产生电流?针对这样的探究题,学生纷纷进行了分析研究,最后认为应当通过进一步实验的方式进行判断。在实验的方式上,学生经过讨论,设计了一组较为科学、准确的实验方式:将多匝小线框置于一组两只并列蹄形磁铁N、S极中间开展水平移动,观察灵敏电流计指针变化情况。学生在这样的实验操作中对于探究内容实现了较好的掌握,并将初步的结论完善为 “一旦闭合电路一部分导体对磁感线实施切割,就能够产生电流”,在这一过程中学生的分析研究与实践操作能力了均得到了有效提升。
在第二组得出的“提供磁场的闭合回路一旦出现电流变化,就会在电路中出现电流”结论时,笔者没有直接进行评判,而是引导学生进行实验操作方面的进一步分析研究,引导学生对变阻器进行操作,增大或者减少电流值,在电流发生变化时观察灵敏电流计情况。学生在实验中发现,无论电流变大还是变小,灵敏电流计的指针均发生了偏转。在实验操作中,学生在笔者的引导下,结合第一组同学得出的结论,经过进一步的分析与讨论,学生将自己原先得到的结论成果最终完善为“只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就能产生电流”。
在上述研究分析与实验操作的基础上,笔者引导学生对于探究所得进行分析与梳理,对“什么条件下能够获得电流”这样的问题进行全面的总结与完善,学生能够较好地完成学习目标,这样的效果比起教师直接空洞讲述与直接给予,要深刻与牢固得多,对于利用磁场产生电流的条件加深了了解。
三、通过模式改革的方式提高课堂教学成效
在职高物理电磁感应内容教学中,笔者运用探究教学法组织教学活动,一方面牢牢抓住了学生学习兴趣这一要素,始终让学生充满学习兴趣开展学习活动,这是激发学生学习动力的重要内在因素,另一方面,笔者始终将学生当做学习活动的主体,不是直接对学生进行教学内容的讲解,而是创设平台,搭建载体,以问题作为引导,启发学生一步一步地进入到问题解决的各个环节,在问题解决的过程中,还注重理论联系实际,培养学生的动手操作能力,最终圆满地实现了教学目标。在这一教学形式中,教师是必须要抓住三点:一是要抓住学生的内心,发挥情感因素在促进教学活动有效开展方面的作用;二是体现学生主体,要以探究题、思考题等形式,作为教学活动的线索,引领学生的整个学习与思考过程,凡是能够要求学生自己解决的方面,全部放手让学生自行分析、讨论、实验;三是要注重发挥教师的点拨与引导作用,学生在学习中遇到难点的时候,以及思维方向发生错误的时候,应当给予点拨,保证探究学习活动有效开展。
电磁感应效应范文3
(二)过程与方法:学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法
(三)情感、态度与价值观:渗透物理学方法的教育,通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
引入新课
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第由此受到启发,开始了"由磁生电"的探索,经过十年坚持不懈的努力,于1831年8月29日发现了电磁感应现象,开辟了人类的电气化时代。本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
一、实验观察
(1)闭合电路的部分导体切割磁感线
演示:导体左右平动,前后运动、上下运动。观察电流表的指针。如图所示。
结论:只有左右平动时,导体棒切割磁感线,有电流产生,前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。
还有哪些情况可以产生感应电流呢?
(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
演示:如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,
从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针,
把观察到的现象记录在表1中。
(3)模拟法拉第的实验
演示:如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表2中。观察实验,记录现象。
二、分析论证
通过上节课的学习我们就已经知道,"磁生电"是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。试以上面三个演示实验为例,对以上结论分组讨论,进行分析论证。分析演示实验1:分析演示实验2:分析演示实验3。
小结:"磁生电"的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
三、归纳总结
大家回想一下什么是磁通量?写出计算公式和它的单位。说出磁通量的物理意义以及引起磁通量变化的因素。
(1)一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(2)公式:Ф=B・S
(3)单位:韦伯(Wb) 1Wb=1T・1m2=1V・s
(4)物理意义:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零。
(5)磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。
电磁感应现象产生的条件可以概括为:
(四)实例探究
关于磁通量的计算
【例1】如图所示,在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd,垂直于磁场方向放置,现使线圈以ab边为轴转180°,求此过程磁通量的变化?
【例2】在图所示的条件下,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是( )
1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.磁感应强度越大的地方,磁通量越大
B.穿过某线圈的磁通量为零时,由B=可知磁通密度为零
C.磁通密度越大,磁感应强度越大
D.磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量
2.下列单位中与磁感应强度的单位"特斯拉"相当的是( )
A.Wb/m2 B.N/A・m
C.kg/A・s2 D.kg/C・m
3.关于感应电流,下列说法中正确的是( )
A.只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流
B.只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流
C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流
电磁感应效应范文4
1、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。
2、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。
3、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 )
电磁感应效应范文5
摘 要:由于存在传统输油管道加热装置热能效率低下、热效果非常差的问题,本文利用了电磁感应技术与变频技术,实现了基于单片机控制的管道式电磁加热装置,本装置利用管道式涡流效应,通过内置换热器,让流动的原油带走热量,从而实现加热原油,达到原油的长距离管线输送。现场试验表明,管道式电磁感应加热器加热速度快,加热效率高,原油温度均匀,设备安全可靠,比传统的加热装置优势多,可以应用在油田中。
关键词:电磁感应 ;涡流效应;变频
引言
在我国大部分油田高凝油储量和产量占有非常大的比重,因油田地理位置不同和气候温度不同,不同油田采集出来的原油,需要进行不同程度加热,从而来降低原油粘度,实现管道线路传输。但现有的加热装置有的是环境污染严重,效率低,可靠安全性差;还有的是体积较大,效率较低;再有就是加热效果差,原油冷热不均,易结焦,寿命短,同时也不利于节能环保。由于这些原因的存在,如果想实现高效率、高可靠性的加热原油,必须从三个方面去改变,一是加热方式,二是控制方式,三是换热方式。该频管道式电磁加热器已在有些油田进行了使用,性能较好,大部分油田用户表示满意。另外此设备还能用于热水器中进行水温加热。
1管道式电磁加热器组成
电磁加热器由可调中频电源、PIC18F431单片机、整流电路、感应线圈、换热器、温度流量传感器、逆变电路和显示等部分组成。其结构框图如图1所示。
图(1)中电源是把工频50Hz的交流电转化为频率为850Hz中频电源;换热器用DN65的 20号钢管,在钢管外层敷设感应线圈并设置保温层,钢管内层置挡流板,这样设置的目的是利于能量之间的交换;管道内部设有很多传感器,主要包括流量传感器和采集温度的温度传感器,其目的是用来检测采集的原油流量大小和温度的高低;通过PIC18F431单片机实现原油温度控制和流量控制,最终达到控制并保护电路的目的;交直交IGBT逆变电路通过单片机控制程序,使电路稳定,安全,可靠性高。
2管道式电磁加热器原理
管道式电磁加热是利用电磁感应原理,将原有的电能转换为热能的一种能量转换过程。主电路将工频380V三相交流电压整流为直流电压,在经过IGBT逆变为两相交流电压,通过中央控制板及IGBT动板来调节逆变后交流电的频率及输出占空比。由电磁感应原理可知,当850Hz的交变电流,通过管道式电磁加热器线圈时,在管道式电磁加热器线圈周围会产生极速变化的交变磁场,这种变化的磁场会在金属管道表面产生很多个小涡流,使金属管道自行极速发热。当混合液体在换热器管道内部流动时,会带走金属管道本身发出的热能。当换热器的出液口温度达到设定值时,加热电流慢慢变小。如果热能不能快速交换给混合液体而导致换热器管壁温度超过极限温度(100℃~110℃)时,控制电路会自动断电,从而发出报警信号。直到金属管壁温度降到安全值时,才会再次加热。
3管道式电磁加热器应用
管道式电磁加热器可应用于油田井口加热、供暖等循环水加热。试验时采用加热自来水进行模拟运行,设自来水流量为25吨/天,表1是试验中记录相关数据。试验每隔10分钟记录一次进口与出口水温。
试验中进口水温度在11℃左右,出口水温度稳定在37℃左右,加热良好,无异常现象。开环控制,也就是说流量
电磁加热器底座应固定在稳定牢固的基础上。进油口在下,出油口在上,通常应加装旁通管路,以适应电磁加热器检修工作和季节性运行的需要。输入三相380V电源接至输入端子排L1 、L2 、L3 、N上。电磁加热器安装前应使用1000V摇表检测感应加热线圈与外壳的绝缘电阻,绝阻应≥1.5MΩ,并检查器体及各部件有无缺损现象。 电磁加热器设有专用接地螺栓,用户应将接地线可靠地接在该螺栓上,接地线应采用4mm2以上多股铜线。
参考文献:
[1] 董其伍.换热器[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2] 潘天明.现代感应加热装置[M].北京:冶金工业出版社,1996.
作者简介:
电磁感应效应范文6
■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。