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淺析電磁感應現象教學中的幾個問題

2014-06-14 14:59 文/周利敬 科學導報今日文教周刊2014年6月17日
       電磁感應現象是電工基礎的重要教學內容之一。其教學重點和難點在于對楞次定律和法拉第電磁感應定律的理解。為了幫助學生更深刻的理解電磁感應現象的本質,教學中應注意如下幾個問題:
  一、正確理解磁通量的物理意義
  1、磁通量的大小 按磁通量的定義 穿過某一面積的磁通量大小與穿過該面積的磁感應線條數有關。公式Ф=BS也可以用來計算磁通量,但它只適用于勻強磁場中。且該面積s指完全處在垂直于磁感強度的磁場中的有效面積。
  2、磁通量有正負之分 雖然磁通量是標量,但其與力矩一樣,有正負之分。磁感線穿過某一平面,要注意是從哪一面穿入,哪一面穿出。 
  二、Ф,△Ф,△Ф/△t的區別與聯系
  Ф表示磁通量,即導線所用線圈中磁感線圈中磁感線條數的多少,△Ф表示磁通量的變化,產生感應電動勢的必要條件是△Ф≠0否則線圈(或回路)中就不產生電磁感應現象,也不會產生感應電動勢;△Ф/△t表示磁通量的變化率,是描述磁通量是變化快慢的物理量。根據法拉第電磁感應定律,感應電動勢與回路中的△Ф/△t成正比,△Ф/△t越大回路中產生的感應電動勢就越大,Ф與△Ф卻不一定越大,反之亦然。以上情況,學生一般不易理解,教學時應引導學生從Ф、△Ф、△Ф/△t的物理意義,以及線圈的邊在轉動過程中對磁感線的切割情況去理解。
  三、掌握楞次定律的因果關系關聯及應用
  1、掌握因果鏈  楞次定律表明:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這是一個揭示現象之間引起的內在相互聯系的因果規律。
  2、尋找關聯點  因果聯系是先行現象必然引起后繼現象的一種內在的本質聯系。應用楞次定律解決物理問題,找到先行現象和后繼現象間的關聯點。這是解題的關鍵。在楞次定律所揭示的電磁感應過程中,有兩個最基本的因果聯系:一是感應磁場與原磁場磁通量變化之間的阻礙與被阻礙的關系,二是感應電流與感應磁場間的產生和被產生的關系。抓住了“阻礙”和“產生”這兩個因果關聯點,就抓住了應用楞次定律解題的要點。
  根據上述分析,我們可將運用楞次定律判定感應電流的基本程序歸結為“一原、二感、三流”這就是:
  3、考察原磁場,即首先弄清楚原磁場的磁通量變化情況
  (1) 確定感應磁場,根據原磁場的磁通量變化情況運用楞次定律確定感應磁場的方向:
  (2)判定電流方向,根據感應磁場的方向,運用安培定則,確定感應電流的方向。
  理解了以上幾個問題,學生不僅可以進一步理解磁通量的概念,也可以加深理解磁通量的變化,從而更深刻的理解電磁感應現象的本質,有助于學生掌握法拉第電磁感應定律。
                                                                           (作者單位:河南安陽縣職業中專)

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