電磁感應(yīng)效應(yīng)范文

時(shí)間:2023-10-19 16:07:40

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電磁感應(yīng)效應(yīng)

篇1

心理學(xué)認(rèn)為,信息項(xiàng)目第一次學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)的愈好、愈深、愈透,也就愈不容易忘記,基于此我們從呈現(xiàn)單詞一開始就要抓住學(xué)生的注意力,通過生動(dòng)形象的材料去激發(fā)他們的興趣,給學(xué)生留下深刻的第一印象。

小學(xué)生的思維具有形象直觀活躍,抽象思維尚未發(fā)展成熟的特點(diǎn)。根據(jù)平時(shí)的教學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)小學(xué)生處于一種口欲言而未能的狀態(tài)時(shí),若及時(shí)出示相關(guān)實(shí)物、教具進(jìn)行引導(dǎo),把英語與實(shí)物直接進(jìn)行聯(lián)系,就能使他們迅速理解詞義,也有利于培養(yǎng)他們用英語思維的能力。如在教water 這個(gè)單詞時(shí),我事先準(zhǔn)備了一杯水,我邊出示這杯水,邊說:water、water ,學(xué)生們立即明白了這個(gè)詞的意思迫不及待的說“水、水”。這時(shí),整個(gè)班的學(xué)生熱情高漲飽滿,他們興奮的跟我朗讀著water\water水。這樣采用實(shí)物教具直觀易懂,容易使學(xué)生產(chǎn)生親切感,樂于接受,也能使課堂氣氛變得輕松活潑,使教與學(xué)在愉快的氛圍中進(jìn)行。又因?yàn)槿伺c人交流時(shí)并不僅僅限于用言語達(dá)到目的,談話者的表情和身體的動(dòng)作也能向周圍的人傳遞信息。所以適當(dāng)?shù)乩皿w態(tài)語呈現(xiàn)新語言項(xiàng)目,既省時(shí)又形象,學(xué)生也會(huì)在活躍的氣氛中增強(qiáng)接受英語信息的能力。如在教學(xué)write、draw、run這些動(dòng)詞時(shí),通過教師示范動(dòng)作,學(xué)生興趣盎然,對(duì)詞義也是一目了然。 此外還可以利用圖片、簡(jiǎn)筆畫、多媒體等多種手段,向?qū)W生呈現(xiàn)單詞,努力做到寓教于樂、寓學(xué)于趣。簡(jiǎn)筆畫在教學(xué)中有特殊魅力。一些帶有感彩的形容詞,如happy、angry、sad等,如果老師一味“輸入”式教學(xué),學(xué)生根本記不住,反而越學(xué)越迷糊甚至張冠李戴。我在教學(xué)時(shí)畫了四張畫:把各種神態(tài)展現(xiàn)在一起,給人以生動(dòng)形象,風(fēng)趣詼諧之感,使學(xué)生置身于一個(gè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中。通過對(duì)比化抽象為具體,使形象更逼真,記憶更深刻。

同時(shí)還可以利用學(xué)生的其他器官如聽覺感官呈現(xiàn)新知,加深學(xué)生對(duì)單詞的感知印象,獲得的豐富的語音信息完善該詞在學(xué)生腦海中的存儲(chǔ)形式,以便隨時(shí)被激活提取。如動(dòng)物詞匯教學(xué)中,以聽聲音的形式呈現(xiàn)單詞dog\duck\cat,抓住學(xué)生的好奇心,為單詞記憶打下了良好的基礎(chǔ)。

此外利用學(xué)生已有的詞匯知識(shí)來學(xué)習(xí)新詞,也不失為一種有效的方法,有些單詞的差別是極其細(xì)微的,例如在學(xué)生已經(jīng)掌握了name的情況下學(xué)same時(shí),將舊詞和新詞同時(shí)寫在黑板上,讓學(xué)生觀察這兩個(gè)單詞的相似之處,只需改動(dòng)每個(gè)單詞的第一個(gè)字母即可,這就既復(fù)習(xí)了舊詞,又掌握了新詞,從而達(dá)到了溫故知新的目的 ,給我們學(xué)習(xí)單詞找到了捷徑。

篇2

關(guān)鍵詞:包裝工程;電磁感應(yīng)技術(shù);電加熱技術(shù)

1 電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展歷史、應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)。電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的速度比其他的媒介加熱的速度快,電磁感應(yīng)技術(shù)在加熱的時(shí)候損耗鐵屑的數(shù)量較少。電磁感應(yīng)技術(shù)在加熱的時(shí)候起動(dòng)比較快。電磁感應(yīng)技術(shù)的節(jié)能效果比較好,因?yàn)樵诓挥玫臅r(shí)候可以將電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的電源關(guān)掉,比較環(huán)保??梢躁P(guān)閉,因?yàn)楦袘?yīng)加熱有啟電磁感應(yīng)技術(shù)的工作效率比較高,在短時(shí)間內(nèi)加熱就可以到達(dá)效果,可以降低成本。除此之外,感應(yīng)加熱還有幾點(diǎn)好處:(1)便于控制,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;(2)減少設(shè)備占地面積;(3)作業(yè)環(huán)境安靜,安全和潔凈;(4)維護(hù)簡(jiǎn)單。正是因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)技術(shù)技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn),所以才將其用于包裝工程的工作中,爭(zhēng)取取得更大的效果和最優(yōu)化的結(jié)局。

2 感應(yīng)電加熱技術(shù)

電磁感應(yīng)加熱技術(shù)法是基于電磁感應(yīng)技術(shù)原理,當(dāng)交流電流通過初級(jí)線圈時(shí),環(huán)繞著線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),交變磁場(chǎng)在次級(jí)線圈上(金屬爐料)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用,在閉合的線圈(被加熱的金屬)中產(chǎn)生感應(yīng)電流使金屬加熱。為中間包側(cè)面感應(yīng)加熱裝置。該裝置中的感應(yīng)器由鐵芯、線圈和引入鋼水的通道組成。當(dāng)綣圈中通入交流電后,鋼液中產(chǎn)生的感應(yīng)電流放出焦耳熱使鋼水加熱。在澆注初期,因中間包耐火材料吸熱,應(yīng)供以較大的功率使鋼水迅速升溫。當(dāng)中間包容量為10t時(shí),最大功率約為1000kW。采用中間包電加熱技術(shù)后,可使中間包中鋼水溫度相對(duì)穩(wěn)定;而且利用磁感應(yīng)加熱鋼水時(shí),由于電磁攪拌作用,可使鋼中夾雜物上浮。據(jù)資料介紹,在5t中間包中采用電磁感應(yīng)技術(shù)電加熱技術(shù),當(dāng)功率為1000kW時(shí),升溫速度達(dá)25℃/min,熱效率為90%,可控制鋼水溫差在士2.5℃范圍內(nèi)。

感應(yīng)電加熱技術(shù)依靠?jī)煞N能量轉(zhuǎn)換過程以達(dá)到加熱目的,即焦耳熱效應(yīng)和磁滯效應(yīng)。第一種是非磁性材料,如鋁,銅、奧氏不銹鋼和高于居里點(diǎn)(即磁衰變溫度)的碳鋼產(chǎn)生熱量的唯一途經(jīng),也是鐵磁性金屬(如低于居里點(diǎn)溫度的碳鋼)中主要產(chǎn)熱途徑。對(duì)于鐵磁性金屬材料,感應(yīng)發(fā)熱的一少部分來源于磁滯損耗。磁滯發(fā)熱可以這樣來解釋,磁滯現(xiàn)象是由分子(或稱磁性偶極子)之間的磨擦力導(dǎo)致的。當(dāng)鐵磁性金屬被磁化時(shí),磁性偶極子可以看成是小磁針,它隨著磁場(chǎng)方向變化(即交流電的變化)而轉(zhuǎn)動(dòng),這種來回轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的發(fā)熱,就是磁滯發(fā)熱。交流電頻率越高,磁場(chǎng)變化就越快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生出的熱量也就越多。焦耳熱效應(yīng)是由渦流損耗產(chǎn)生的。渦流損耗和焦耳的表達(dá)式和直流電、交流電的能量消耗公式相同。和其它電流一樣,渦流也必須有一個(gè)閉合回路。假設(shè)該電路中電壓為V,電阻為R,電流為Ⅱ,由歐姆定律V=ⅡR。當(dāng)電勢(shì)降低時(shí),電能就轉(zhuǎn)變成熱能。這種電能的轉(zhuǎn)化過程類似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程是由于在重力作用下,物體由高處向低處落下時(shí)發(fā)生的。電勢(shì)降低時(shí)產(chǎn)生熱,其關(guān)系式可以給出。必須清楚,感應(yīng)加熱的機(jī)理和直流電或交流電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)有密切的關(guān)系。對(duì)于一個(gè)帶直流電的導(dǎo)體而言,磁場(chǎng)(感生磁場(chǎng))的方向垂直于電流方向。距離導(dǎo)體越遠(yuǎn),磁場(chǎng)強(qiáng)度越弱。磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小和電流大小成正比。磁場(chǎng)極性或磁力線的方向由右手定則給出。假如直流電流過一螺旋線圈,則螺旋線圈內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)大載流體(中心凋圍的磁場(chǎng)(O箭頭)而線圈外的強(qiáng)度小。相鄰兩匝線圈之間的場(chǎng)強(qiáng)很小。這是因?yàn)橄噜弮稍阎g的磁力線方向相反,彼此互相抵消了。現(xiàn)在再來考慮在一個(gè)通有直流電的螺旋線圈中插入一個(gè)實(shí)心棒時(shí)磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生怎樣的變化。如果棒是非磁性的,則磁場(chǎng)不受影響;反之,如果插入磁性鋼棒,則磁力線的數(shù)量就會(huì)大大增加。這是因?yàn)殇摰膶?dǎo)磁率比非磁性物的導(dǎo)磁率大得多的緣故。實(shí)際上,在電學(xué)計(jì)算中只需要知道相對(duì)導(dǎo)磁率即可。非磁性物質(zhì)和空氣的相對(duì)導(dǎo)磁率都定為1,磁性的物質(zhì)的相對(duì)導(dǎo)磁率都大于1。

3 包裝工程的內(nèi)容和特點(diǎn)

目前我國的包裝主要研究和應(yīng)用的重點(diǎn)是包裝理論、技術(shù)方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、包裝測(cè)試、包裝材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu);同時(shí)發(fā)揮多學(xué)科綜合專業(yè)的優(yōu)勢(shì),在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、包裝機(jī)械、市場(chǎng)營(yíng)銷、管理以及造型設(shè)計(jì)諸方面開展工作。計(jì)算機(jī)與測(cè)試技術(shù)可為包裝工程設(shè)計(jì)提供計(jì)算、分析、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的手段,以提高包裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量、效率,并適應(yīng)現(xiàn)代包裝工程高速化、智能化、自動(dòng)化的要求。應(yīng)包括包裝CAD、包裝測(cè)試技術(shù)、包裝自動(dòng)控制等。

4 結(jié)束語

現(xiàn)代的包裝工程是許多技術(shù)的綜合運(yùn)用,因此我們應(yīng)該加強(qiáng)各個(gè)方面的技術(shù)的應(yīng)用,從包裝產(chǎn)品的特點(diǎn)、性能、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、安全、銷售等等很多方面考慮包裝工程的要求。包裝工程還有一個(gè)重要的步驟就是包裝材料的問題。包裝材料的好壞是包裝完成的第一步,也是最重要的一個(gè)步驟??梢詰?yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)這個(gè)技術(shù)制造更好的包裝材料。如果包裝材料都不好的話,包裝的任何一部都無法進(jìn)行。不僅要包裝包裝的安全完整,還要做到美觀,包裝材料的安全完整美觀才能吸引消費(fèi)者額眼球,應(yīng)該以最安全完整的包裝材料達(dá)到最完美的包裝效果,讓包裝發(fā)揮最大的視覺沖擊,吸引更多更廣的消費(fèi)者。利用電磁感應(yīng)技術(shù)這個(gè)技術(shù)為包裝工程作出更好的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭宇明.淺議包裝設(shè)計(jì)在商品與消費(fèi)者之間的溝通作用[J].科教文匯(上旬刊),2010.

[2]薛小英.我國第三方物流包裝問題初探[J].福建商業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2012.

[3]劉亞錚,單艷艷.低碳包裝與B2C電子商務(wù)企業(yè)低碳績(jī)效實(shí)證分析[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2012.

篇3

關(guān)鍵詞:大學(xué)物理課程 電磁感應(yīng)定律 教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.126

進(jìn)入新世紀(jì)以后,我國高等教育事業(yè)迅速發(fā)展,大學(xué)物理課程的教學(xué)理念、內(nèi)容、方法等都要適應(yīng)教育改革的新形式。物理教師的任務(wù)就是探索如何在新形勢(shì)下,教好大學(xué)物理這門課,以適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)高素質(zhì)人才的科學(xué)素質(zhì)的需要[1]。教師在教學(xué)實(shí)踐過程中應(yīng)不斷學(xué)習(xí),拓寬自己的知識(shí)面,精心設(shè)計(jì)探究性課題,確立學(xué)生的主體地位,通過多樣化的教學(xué)方式,增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考能力,主動(dòng)獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決實(shí)際問題[2]。教學(xué)設(shè)計(jì)是指教師依據(jù)教育教學(xué)理論、教學(xué)藝術(shù)原理,為了達(dá)到某階段教學(xué)目標(biāo),根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式、教學(xué)方法和需要使用的教學(xué)手段進(jìn)行的策劃[3]。下面以《電磁感應(yīng)定律》一節(jié)為例,談?wù)劰P者在這方面的做法。

1 教學(xué)任務(wù)分析

教材依據(jù):《物理學(xué)》(高等教育出版社,馬文蔚,第五版)。

教學(xué)內(nèi)容:第八章第一節(jié)《電磁感應(yīng)定律》。

教學(xué)對(duì)象:本科學(xué)生。

教學(xué)時(shí)間:45分鐘。

本課題是大學(xué)物理中電磁感應(yīng)部分的一個(gè)重要內(nèi)容,是學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容的前提和基礎(chǔ),也是統(tǒng)領(lǐng)第八章的綱要。

2 學(xué)情分析

學(xué)生已學(xué)習(xí)了《靜電場(chǎng)》與《穩(wěn)恒磁場(chǎng)》的內(nèi)容,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。中學(xué)楞次定律的學(xué)習(xí),便于學(xué)生理解電磁感應(yīng)定律數(shù)學(xué)表達(dá)式中“-”的具體物理意義。

3 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo):理解產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件;掌握電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容;了解電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。

能力目標(biāo):增強(qiáng)學(xué)生探究的興趣,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭季S方法,提高學(xué)生運(yùn)用電磁感應(yīng)定律分析問題解決實(shí)際問題的能力。

情感目標(biāo):通過三峽水電站的介紹,增強(qiáng)學(xué)生們的民族自信心和自豪感。

4 教學(xué)重難點(diǎn)分析

重點(diǎn):電磁感應(yīng)定律內(nèi)容的理解。

難點(diǎn):電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。

5 教學(xué)內(nèi)容及設(shè)計(jì)

5.1 引入新課

由詩詞《水調(diào)歌頭·游泳》詩句“截?cái)辔咨皆朴辏邖{出平湖”引入,圖片展示三峽水電站,提出問題:為什么水輪發(fā)電機(jī)定子直徑如此大,而工業(yè)用電都是交流電,發(fā)電機(jī)到底如何發(fā)電?

設(shè)計(jì)意圖:創(chuàng)設(shè)情境,提問引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本次課的興趣,增強(qiáng)學(xué)生們的民族自信心和自豪感。

5.2 新課教學(xué)

5.2.1 引言

1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng);

1831年8月,法拉第通過一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象;

1831年11月24日,法拉第向皇家學(xué)會(huì)提交的一個(gè)報(bào)告中,把這種現(xiàn)象定名為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”,并概括了可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種類型:變化著的電流、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)恒電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。

設(shè)計(jì)意圖:通過物理學(xué)史,介紹科學(xué)家探索磁生電的過程,使學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的不易,進(jìn)入本節(jié)課教學(xué)。并設(shè)疑:在現(xiàn)在我們看來,法拉第總結(jié)的這五種類型都是引起了某一個(gè)物理量的變化,具體是哪個(gè)物理量呢?下面就來研究一下電磁感應(yīng)現(xiàn)象,探究一下磁生電的條件。

5.2.2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)演示和Flash展示磁生電的實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,采用啟發(fā)式的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生分析演示實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)交流,探究并討論產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

【實(shí)驗(yàn)一】條形磁鐵插入、拔出線圈(實(shí)驗(yàn)演示)。

實(shí)驗(yàn)一

提問:電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)方向如何?快速慢速移動(dòng)條形磁鐵,電流計(jì)偏轉(zhuǎn)幅度差異?

答:電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn),說明線圈回路產(chǎn)生了電流,雖然線圈回路面積S沒變,但穿過線圈回路的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B發(fā)生了變化,即S不變,B變;電流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向不同,說明電流流向與磁場(chǎng)變大變小有關(guān);快速移動(dòng)條形磁鐵幅度大,慢速幅度小,說明電流大小與磁場(chǎng)變化率有關(guān)。

引導(dǎo):是不是磁場(chǎng)不變,就不會(huì)產(chǎn)生電流呢?

【實(shí)驗(yàn)二】處于U形磁鐵磁場(chǎng)中的導(dǎo)體棒移動(dòng)(實(shí)驗(yàn)演示)。

實(shí)驗(yàn)二

提問:磁場(chǎng)發(fā)生變化沒有?是什么原因在導(dǎo)體棒回路里產(chǎn)生了電流?

答:U形磁鐵產(chǎn)生的是恒定磁場(chǎng),磁場(chǎng)沒變,但處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體回路的面積發(fā)生了變化也會(huì)產(chǎn)生電,即S變,B不變。

引導(dǎo):是不是磁場(chǎng)不變,回路面積不變,就不會(huì)產(chǎn)生電了呢?

【實(shí)驗(yàn)三】處于恒定磁場(chǎng)中的矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)(Flash展示)。

實(shí)驗(yàn)三

分析:磁場(chǎng)不變,處于磁場(chǎng)中的線圈回路面積沒變,但發(fā)現(xiàn)白熾燈在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)時(shí)亮?xí)r滅,說明有電流產(chǎn)生,此時(shí)磁場(chǎng)方向與面積方向的夾角發(fā)生變化,即B、S都不變,B、S夾角變。

引導(dǎo):處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體回路B、S、中任何一個(gè)物理量發(fā)生變化都會(huì)在導(dǎo)體回路中產(chǎn)生電流?那B、S、所確定的物理量是什么呢?

結(jié)論:通過一個(gè)閉合回路所包圍的面積的磁通量發(fā)生變化時(shí),不管這種變化是由什么原因引起的,回路中就有電流產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。回路中的電流叫做感應(yīng)電流,回路中的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

承上啟下:電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),那感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小方向如何?

5.2.3 法拉第電磁感應(yīng)定律

從前面演示實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生思考:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化的關(guān)系,同時(shí)引出電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容。本節(jié)課的重點(diǎn)是電磁感應(yīng)定律,予于詳細(xì)闡述。

5.2.3.1 內(nèi)容

當(dāng)穿過回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與穿過回路的磁通量對(duì)時(shí)間變化率的負(fù)值成正比。

此公式不僅給出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小計(jì)算還可以用來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。

①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。捍磐繉?duì)時(shí)間變化率的絕對(duì)值。

②感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向:設(shè)回路的繞行方向,按右手螺旋法則定出回路所包圍面積的正法線方向;根據(jù)磁通量的定義確定其正負(fù);將磁通量代入電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值。若電動(dòng)勢(shì)是正值,電動(dòng)勢(shì)方向與繞行方向相同,負(fù)值則相反。

引入中學(xué)知識(shí)楞次定律,加深對(duì)公式中“-”物理意義的理解。舉例說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的判斷方法。

5.2.3.2 討論

拓展討論,多匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),閉合回路感應(yīng)電流、感應(yīng)電荷的計(jì)算。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)解決新問題。

①若回路由N匝線圈串聯(lián)

②感應(yīng)電流

③感應(yīng)電荷

5.2.3.3 例題討論:交流發(fā)電機(jī)原理

通過例題,F(xiàn)lash展示交流發(fā)電機(jī)原理,利用法拉第電磁感應(yīng)定律解釋課前提出的三峽水電站的相關(guān)問題。

5.2.4 應(yīng)用

理論聯(lián)系實(shí)際,采用圖片、動(dòng)畫、視頻展示應(yīng)用實(shí)例:動(dòng)圈式話筒、金屬探測(cè)器、電磁爐和感應(yīng)淬火,開闊學(xué)生視野和知識(shí)面,從而突破難點(diǎn)。

5.3 小結(jié)

主要結(jié)論多媒體顯示,概括歸納,使知識(shí)系統(tǒng)化,便于學(xué)生理解和記憶。

5.4 談?wù)撆c拓展

直觀實(shí)例,提問思考問題:信鴿如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航,拓展培養(yǎng)學(xué)生查閱相關(guān)資料,學(xué)以致用的能力。

5.5 作業(yè)

布置作業(yè)使學(xué)生對(duì)本節(jié)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)得到鞏固與加強(qiáng)。

6 教學(xué)總結(jié)

通過對(duì)大物理教材和高中物理課程教材的分析,本節(jié)課的設(shè)計(jì)使得教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際。教師一方面采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)演示,一方面充分利用各種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段,全面整合文本形式、動(dòng)畫、圖片以及視頻等各類型教學(xué)資源,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析推導(dǎo),發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生分析能力和利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過對(duì)電磁感應(yīng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用的介紹,鍛煉了學(xué)生發(fā)散性思維能力。

注:此為作者在長(zhǎng)江大學(xué)第五屆青年教師講課比賽獲一等獎(jiǎng)的教案設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn):

[1]馬文蔚.物理學(xué)(第五版)上冊(cè)[M].高等教育出版社,2010:296-300.

[2]張晴.劈尖干涉教學(xué)設(shè)計(jì)案例[J].教學(xué)探索與實(shí)踐雜志,2010,(12):128-130.

[3]朱美健,張軍朋.談物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J].物理教學(xué)探討,2007,(8):7-9.

作者簡(jiǎn)介:黃海(1980-),男,湖北荊州人,碩士,講師,主要從事大學(xué)物理教學(xué)工作,長(zhǎng)江大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,湖北荊州 424023

楊長(zhǎng)銘,副教授,長(zhǎng)江大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,湖北荊州 424023

篇4

關(guān)鍵詞:興趣;自主;探究;合作

中圖分類號(hào):G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1003-6148(2013)11(S)-0016-3

最近,聽了幾節(jié)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的“同課異構(gòu)”高中物理概念課,筆者感觸頗深。同一課題,教師不同的教學(xué)理念確定的不同教學(xué)目標(biāo)、不同教學(xué)設(shè)計(jì),課堂教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的效果截然不同。有的課教師看上去輕車熟路、講解自如,但學(xué)生課堂反應(yīng)平淡、缺乏熱情,教學(xué)效果不理想;有的課教師講解少。但教學(xué)設(shè)計(jì)貼近學(xué)生。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情濃厚、課堂參與意識(shí)強(qiáng),參與度高,師生能一起融入活躍的課堂氣氛中。學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)科學(xué)探究的快樂,教學(xué)效果較好。本文就兩節(jié)理念迥然不同的課堂教學(xué)案例。從新課的導(dǎo)入、三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成方法等方面進(jìn)行評(píng)析與比較。

1新課的導(dǎo)入

案例1

[復(fù)習(xí)提問]什么是電流的磁效應(yīng)?

[啟發(fā)思考]奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電流能產(chǎn)生磁場(chǎng),那么利用磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流?

[引導(dǎo)小結(jié)]

(1)初中學(xué)過,閉合回路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(板書課題)

(2)利用多媒體投影儀播放法拉第生平的文稿,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

案例2

[創(chuàng)設(shè)情境]

(1)投影兩組圖片:A.城市燈的夜景;B.家電商店的場(chǎng)景。

(2)播放一段視頻:發(fā)電廠材料(片段)。

[教師引導(dǎo)]

“電”對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展有巨大的作用對(duì)提高人們生活質(zhì)量有重要貢獻(xiàn),是誰創(chuàng)造了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)?發(fā)電機(jī)發(fā)電又源于什么物理研究的成果?本節(jié)課我們來了解一位偉大的物理學(xué)家對(duì)人類所作出的貢獻(xiàn)。體驗(yàn)他所經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)探究過程。

案例1與案例2評(píng)析:高中物理課堂教學(xué)中,新課導(dǎo)入方法較多,原則上應(yīng)具有能夠喚起學(xué)生頭腦中與新課程內(nèi)容相關(guān)的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的“情景性”。對(duì)學(xué)生新知識(shí)的學(xué)習(xí)、建構(gòu)的“定向性”,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的“激趣性”。案例1通過復(fù)習(xí)提問引入新課,以播放視頻激發(fā)興趣,以重溫初中實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境:案例2教師通過視頻創(chuàng)設(shè)情境和提出問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心,使學(xué)生集中在思考“電”與“磁”的聯(lián)系上,不僅使學(xué)生得到了情感、態(tài)度與價(jià)值觀的自我教育,又明確了本節(jié)課學(xué)習(xí)的具體目標(biāo)——探究電磁感應(yīng)的條件,從而自然形成探究問題的情境。

2三維目標(biāo)達(dá)成的手段

案例3

[新課教學(xué)]

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象:①演示如圖1所示實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察現(xiàn)象。

②電磁感應(yīng)

a.利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

b.教師創(chuàng)設(shè)問題:是不是只有閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生感應(yīng)電流?其他方法能不能產(chǎn)生感應(yīng)電流?

c.演示如圖2所示的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀察思考。

引導(dǎo)學(xué)生歸納看到的現(xiàn)象:當(dāng)條形磁鐵插入線圈或拔出線圈時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn)。說明電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流:當(dāng)條形磁鐵停在線圈中不動(dòng)時(shí)電流表指針不偏轉(zhuǎn),電路中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流。

d.得出結(jié)論。

教師:為了弄清這個(gè)問題,我們需要學(xué)習(xí)一個(gè)新的概念——磁通量。

(2)磁通量

①定義:教師講解概念,引導(dǎo)分析磁通量與哪些因素有關(guān)?

②計(jì)算:公式ф=BS適用條件、磁通量的單位、符號(hào)。舉例分析磁通量變化的幾種情況。

(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

①教師介紹如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(投影圖示)。

②教師演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察現(xiàn)象。

③教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,完成下表(表略)。

④分析得出結(jié)論,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(4)鞏固練習(xí)

①小結(jié)本節(jié)要點(diǎn)。②課堂練習(xí)。

評(píng)析案例3教師在講解磁通量時(shí),引導(dǎo)學(xué)生分析得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,最后進(jìn)行深入分析和鞏固練習(xí)。應(yīng)該說,這節(jié)課整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)思路清晰,環(huán)環(huán)相扣,教學(xué)過程教師也易于組織。但無論從教學(xué)目標(biāo)的確定。還是教學(xué)過程的實(shí)施。問題的設(shè)計(jì),把握的重點(diǎn)僅僅是電磁感應(yīng)知識(shí)體系的達(dá)成。而學(xué)生的學(xué)習(xí)過程單調(diào)乏味,一直處于被動(dòng)的聽講的狀態(tài)中,教師過于重視知識(shí)傳授,忽視過程方法。因而目標(biāo)的達(dá)成并不理想也比較單一。

案例4

[新課教學(xué)]

(1)了解法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景和主要探索經(jīng)歷。

①組織學(xué)生閱讀課本內(nèi)容——“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”。

②播放演示文稿——“十年磨一劍”。

③組織學(xué)生討論下列問題(教師啟發(fā)引導(dǎo),鼓勵(lì)同學(xué)互相討論,積極發(fā)言):

a.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)以后。引起了什么樣的思考?

b.法拉第時(shí)代。人們?cè)谘芯看派姷倪^程中思維和方法遭遇了怎樣的挫折?

c.法拉第的發(fā)現(xiàn)說明了什么?

(2)模仿法拉第實(shí)驗(yàn)(1):探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:

①組織學(xué)生開展分組實(shí)驗(yàn)

a.四人一組分工合作:b.明確探究目標(biāo):c.設(shè)計(jì)實(shí)施方案;d.完成實(shí)驗(yàn)記錄。

②學(xué)生:模仿法拉第實(shí)驗(yàn)(1)

a.用圖2中的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行初步探究,教師巡回指導(dǎo)。

b.實(shí)驗(yàn)小組完成實(shí)驗(yàn)記錄。

c.實(shí)驗(yàn)小組匯報(bào)探究結(jié)論,師生交流討論。

學(xué)生共識(shí):磁鐵插入(或拔出)閉合線圈時(shí)產(chǎn)生了電流,物理學(xué)中把這類現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

能不能用一句簡(jiǎn)潔的話把產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件表述出來。為此,我們要學(xué)習(xí)一個(gè)新的概念:磁通量。

③講授新知,總結(jié)條件。

④深入探究,加深理解。

教師:如果沒有磁鐵,我們能否用其他辦法使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流?利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材,進(jìn)一步探究感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系。

學(xué)生:模仿法拉第實(shí)驗(yàn)(2)。

a.學(xué)生根據(jù)圖3所示的實(shí)驗(yàn)器材確定探究方案(學(xué)生討論、教師指導(dǎo))。

b.學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組完成下表實(shí)驗(yàn)記錄。

c.學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)論,交流討論。

歸納得出結(jié)論:只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

[鞏固新課]

(1)小結(jié)本節(jié)要點(diǎn)

(2)師生共同評(píng)價(jià)課堂探究活動(dòng)

評(píng)析:案例4先通過學(xué)生閱讀課文段落“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”和觀看文稿“十年磨一劍”,了解法拉第從提出“磁生電”的設(shè)想到發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的十年探索、數(shù)次失敗、最終成功。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下。先用簡(jiǎn)單可行的實(shí)驗(yàn)方案,利用磁鐵產(chǎn)生電流,學(xué)生對(duì)磁生電有初步的感性認(rèn)識(shí)、建立了電磁感應(yīng)的基本概念,接著通過磁通量概念的介紹和探究問題的轉(zhuǎn)換。將學(xué)生的思維順利引導(dǎo)到總結(jié)歸納電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。使學(xué)生進(jìn)入到理性認(rèn)識(shí)階段,課堂的生成自然形成。最后通過模仿法拉第實(shí)驗(yàn),學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)已有知識(shí)的應(yīng)用,也是所學(xué)的知識(shí)與技能的遷移,同時(shí)學(xué)生的探究愿望、合作意識(shí)、交流的主動(dòng)性都得以調(diào)動(dòng)和發(fā)揮。做到“知識(shí)與技能共進(jìn),過程與方法同行”。學(xué)生在深刻理解電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件的同時(shí)。再次經(jīng)歷了物理規(guī)律探究的過程,體會(huì)了物理學(xué)的思想,并在過程與方法、情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面受到熏陶,有效落實(shí)了三維教學(xué)目標(biāo)。

3反思

反思之一:第一節(jié)課是傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式,以教師講解、實(shí)驗(yàn)演示,學(xué)生聽講、觀察為主的線索展開。但教師講解多,師生互動(dòng)、生生互動(dòng)少,理論分析多。學(xué)生體驗(yàn)少,學(xué)生知識(shí)與技能的落實(shí)多,學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、自主探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)少,能力的培養(yǎng)比較單一,過于重視知識(shí)傳授,忽視過程方法。案例2做到了“知識(shí)與技能共進(jìn),過程與方法同行”。在知識(shí)和技能的傳授過程中,整節(jié)課呈現(xiàn)出“學(xué)生動(dòng)起來,教師跑起來,課堂活起來”。同時(shí)突出了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力、以及運(yùn)用實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納結(jié)論、得出物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。體現(xiàn)了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理教學(xué)觀,是一節(jié)理念和方法充分體現(xiàn)新課程的要求,師生、生生之間“互動(dòng)”的課堂、“靈動(dòng)”的課堂。

篇5

1 教材的表述

人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》選修3—2,第四章《電磁感應(yīng)》的第7節(jié)《渦流》中,給出了這樣的表述:當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí),由于電磁感應(yīng),附近的另一個(gè)線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.實(shí)際上,這個(gè)線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流……用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐,爐外有線圈,線圈中通入反復(fù)變化的電流,爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流.渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化并達(dá)到很高的溫度……電動(dòng)機(jī)、變壓器的線圈都繞在鐵芯上.線圈中流過變化的電流,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱,浪費(fèi)了能量,還可能損壞電器.因此,我們要想辦法減小渦流.

2 問題的提出

筆者在調(diào)研聽課中發(fā)現(xiàn),不少老師把本節(jié)教材當(dāng)做閱讀材料,安排學(xué)生自己閱讀本節(jié)內(nèi)容,教師不做講解分析.結(jié)果學(xué)生讀完教材上的內(nèi)容后,一頭霧水,不知道究竟為什么真空冶煉爐內(nèi)可以“使金屬熔化并達(dá)到很高的溫度”,也不知道為什么電動(dòng)機(jī)或變壓器的“鐵芯中產(chǎn)生渦流使鐵芯發(fā)熱”.本文試圖從電磁感應(yīng)的原理出發(fā),推導(dǎo)出渦流熱效應(yīng)產(chǎn)生的焦耳熱功率表達(dá)式.

3 渦流熱功率的推導(dǎo)

假設(shè)一個(gè)長(zhǎng)直螺線管的長(zhǎng)度為l,單位長(zhǎng)度的匝數(shù)為n(n足夠大),若螺線管的橫截面半徑遠(yuǎn)小于管長(zhǎng)l,可將該螺線管看作無限長(zhǎng)密繞螺線管,如圖2所示.當(dāng)螺線管通入正弦交變電流i=I0sinωt時(shí),管內(nèi)的磁場(chǎng)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,根據(jù)畢奧—薩伐爾定律,磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為:

由(6)式可見,渦流產(chǎn)生的焦耳熱功率與螺線管內(nèi)的最大磁感應(yīng)電流Bm的平方成正比,與交變電流變化的角頻率ω的平方成正比,與金屬的電阻成反比.我們可以通過控制這些物理量的大小來改變渦流的熱功率,滿足生產(chǎn)生活的需求.

4 渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用與危害

4.1 應(yīng)用

冶煉金屬用的真空冶煉爐是最為常見的感應(yīng)加熱設(shè)備,圖3所示是真空冶煉爐的示意圖,當(dāng)給冶煉爐接入高頻交變電流時(shí),爐內(nèi)被冶煉的金屬因其電阻率很小,在金屬內(nèi)出現(xiàn)了強(qiáng)大的感應(yīng)電流,它所產(chǎn)生的熱量可使金屬很快熔化.這種冶煉方法的最大優(yōu)點(diǎn)之一,就是冶煉所需的熱量直接來自被冶煉金屬本身,因此可達(dá)極高的溫度并有快速和高效的特點(diǎn).此外,這種冶煉方法易于控制溫度,并能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉金屬中,因此適于冶煉特種合金和特種鋼等.

篇6

健康。按正確的方法烹調(diào)的食物,不會(huì)對(duì)人體造成傷害。而且電磁爐是一種十分安全的灶具。一般微波爐的工作頻率為幾千兆赫,有害于人體健康,而電磁爐的振蕩頻率只有20~30千赫,對(duì)人體無任何傷害。

電磁爐又稱為電磁灶,1957年第一臺(tái)家用電磁爐誕生于德國。1972年,美國開始生產(chǎn)電磁爐,20世紀(jì)80年代初電磁爐在歐美及日本開始熱銷。

電磁爐的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即利用交變電流通過線圈產(chǎn)生方向不斷改變的交變磁場(chǎng),處于交變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的內(nèi)部將會(huì)出現(xiàn)渦旋電流(原因可參考法拉第電磁感應(yīng)定律),這是渦旋電場(chǎng)推動(dòng)導(dǎo)體中載流子(鍋里的是電子而絕非鐵原子)運(yùn)動(dòng)所致;渦旋電流的焦耳熱效應(yīng)使導(dǎo)體升溫,從而實(shí)現(xiàn)加熱。

(來源:文章屋網(wǎng) )

篇7

關(guān)鍵詞:雙頻激電法;勘查;干擾;克服

Abstract: this paper electro-prospecting method in complex geological exploration areas to develop common interference problems are analyzed, and puts forward the solutions, for reference.

Keywords: electro-prospecting method; Exploration; Interference; overcome

中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

雙頻激電法是在變頻的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種頻率域激發(fā)激化法,它的本質(zhì)是將兩種不同頻率的方波電流組合后同時(shí)供入地下并同時(shí)接收,與傳統(tǒng)的直流和交流激發(fā)極化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)儀器性能穩(wěn)定,自身抗干擾能力強(qiáng);(2)數(shù)據(jù)采集速度快、工作效率高;(3)測(cè)量結(jié)果受電流的變化影響小,觀測(cè)精度高;(4)儀器輕便、靈活。

1激電測(cè)量中電極效應(yīng)的干擾分析

電極效應(yīng)在電阻率測(cè)量中普遍存,而在激電測(cè)量中也存在這效應(yīng),并影響著成果的解釋。常見的主要有以下兩種:

(l)電阻率電極效應(yīng);當(dāng)單個(gè)供電極或者一雙供電偶極經(jīng)過地下電阻率不均勻體的上方或附近時(shí),極化場(chǎng)(或一次場(chǎng))就會(huì)發(fā)生不同程度的畸變,從而影響著觀測(cè)結(jié)果。這種畸變既影響電阻率測(cè)量,也影響激電測(cè)量。這種電阻率不均勻體可能是巖體、巖層、斷層或極化體;總之,電阻率電極效應(yīng)是一次場(chǎng)局部畸變引起的,這種畸變會(huì)產(chǎn)生干擾異常甚至疊加在有用異常上,最終得到的異常形態(tài)較為復(fù)雜,對(duì)解釋帶來了困難。

(2)激電電極效應(yīng);當(dāng)?shù)叵码娮杪示鶆蜃兓鴺O化體不均勻時(shí),供電電極通過不均勻極化體或附近時(shí),此時(shí)接收到的二次場(chǎng)的大小和方向都會(huì)改變,出現(xiàn)激電異常的變化,即為激電電極效應(yīng)。

通常極化體既是極化不均勻體也是電阻率不均勻體,激電異常經(jīng)常受到這兩種電極效應(yīng)的影響。這種由于供電電極與極化體之間相對(duì)位置關(guān)系而引起測(cè)量電極間的異常干擾,使得伊異常的極大值并不總是位于極化體的正上方,必須對(duì)測(cè)得的IP異常進(jìn)行仔細(xì)分析,綜合地層和構(gòu)造變化因素,才能對(duì)鉆孔驗(yàn)證位置、方向及深度做出正確的指導(dǎo)。

2電極接地問題的分析及克服

在時(shí)間域激電測(cè)量中,通常采用標(biāo)準(zhǔn)的非極化電極來克服電極差的影響。在雙頻激電測(cè)量中觀測(cè)的是交流信號(hào),且儀器自身具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),電極極差的變化對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響不大。在本次工作中,供電電極A和B各采用5根鋼電極、接收電極采用兩根銅電極進(jìn)行。野外實(shí)踐表明,使用銅電極供電十分方便,尤其是在接地條件較差的地區(qū),銅電極的接地電阻要比不極化電極小。

在野外激電測(cè)量中,接地條件差,接地電阻太大勢(shì)必會(huì)對(duì)工作的開展帶來影響。一方面,在接地條件差的地方,使用相同的電壓向地下供電,電流太小,為了提高信噪比就需增大供電電流。通過增大供電電壓后,電能很大部分消耗于接地電阻和導(dǎo)線上,造成了資源的浪費(fèi),同時(shí)也增大了電磁禍合效應(yīng);另一方面,接收端由于接地電阻太大,引入的干擾也越強(qiáng),在實(shí)際數(shù)據(jù)采集中常會(huì)顯示負(fù)值FS,且數(shù)據(jù)極不穩(wěn)定。

在使用金屬電極供電和測(cè)量中,影響接地電阻的因素有:

1.電極與土壤的接觸面積越大,接地條件越好;接觸面積與電極的半徑大小、電極的入上深度及土壤顆粒的大小均勻程度有關(guān),電極半徑和入土深度越大、土壤顆粒越小,接觸面積越大,即接地條件也越好;

2.電極的接地電阻與周圍土壤和巖石自身的電阻率有關(guān);土壤和巖石中水分越多,或含有的離子成分越多,自身的電阻率就越小,電極與周圍的接地條件也越好。

為了有效降低接地電阻,提高觀測(cè)精度和工作效率,可采取以下措施(1)供電電極A和B端分別采用5根鋼電極同時(shí)向地下供電,電極呈梅花狀接入地下,電極的釘入深度至少大于20cm;

(2)接收端M、N分別采用銅電極采集數(shù)據(jù),注意銅電極引出的電線完好,在測(cè)量中盡量減少電極附近的走動(dòng);

(3)供電和接收電極盡量打入有土壤或潮濕的地段,避免在基巖出露區(qū)釘電極;

(4)在接地條件較差、基巖出露較多的測(cè)點(diǎn),為有效改善接地電阻,向供電和接收電極處澆灌鹽水;

3激電測(cè)量中電磁禍合效應(yīng)的干擾及克服

電磁感應(yīng)禍合是供電回路、測(cè)量回路、大地三者之間通過電磁感應(yīng)引起的禍合效應(yīng),它與激電效應(yīng)同時(shí)存在成為干擾,地下電阻率越低、頻率越高、極距越大,受到的干擾程度也越大;在激電測(cè)量中,電極的排列方式不同,所受到的電磁感應(yīng)禍合的影響不同而對(duì)稱四極排列測(cè)深與其它排列方式相比受到的電磁感應(yīng)禍合效應(yīng)影響最大,電磁藕合效應(yīng)的影響會(huì)使得大面積的激電測(cè)量數(shù)據(jù)無法解釋,在實(shí)際工作中尤其要重視。

激電測(cè)量中出現(xiàn)的電磁感應(yīng)藕合一般有兩種;一種是電容禍合,它是線與地之間或線與線之間的分布電容進(jìn)行電能量轉(zhuǎn)移,在測(cè)量回路中引起的與探測(cè)目標(biāo)無關(guān)的畸變信號(hào)。根據(jù)電容存在的部分不同,常有測(cè)量導(dǎo)線與大地之間、供電導(dǎo)線與大地之間,測(cè)量導(dǎo)線與供電導(dǎo)線之間的電容。另一種是電磁藕合,它是電流隨時(shí)間的變化引起的,它的實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)。只要供電電流發(fā)生變化,就會(huì)產(chǎn)生電磁禍合,實(shí)際工作中供往地下的電流無法做到穩(wěn)定不變,即電磁藕合效應(yīng)的影響成為一種不可避免的客觀事實(shí);在激電測(cè)量中,只要地電條件、工作裝置和電流形式確定,電磁感應(yīng)禍合的大小和分布就可以確定,因此是實(shí)際施工當(dāng)中,采取以下必要的措施來盡可能減小禍合效應(yīng)的影響。

1.電容藕合和電感禍合均與電極距有關(guān),通過在已知鉆孔上進(jìn)行孔旁測(cè)深試驗(yàn)工作,合理的選擇能反映實(shí)際的電極距,同時(shí)盡可能減小電容藕合與電感禍合帶來的影響;

2.在移動(dòng)、變化極距的過程中,供電導(dǎo)線和測(cè)量導(dǎo)線保持一定的距離,盡量減小導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的電磁感應(yīng)禍合效應(yīng)的影響;

3,水的介電常數(shù)比空氣大幾十倍,在激電測(cè)量中電容禍合效應(yīng)會(huì)由于水對(duì)數(shù)據(jù)采集帶來相當(dāng)大的影響;研究區(qū)內(nèi)有河流通過,且測(cè)線通過澆灌后的水地,在鋪線測(cè)量過程中,將導(dǎo)線架空或繞道敷設(shè),保持導(dǎo)線干燥,防止潮濕;

4二頻率越高電磁藕合效應(yīng)越明顯,而選擇低頻測(cè)量時(shí),工作效率低,同時(shí)容易受到來自地下游散電流的影響,因此,在地勢(shì)相對(duì)平緩時(shí)選擇低頻組測(cè)量;

5.選用內(nèi)阻小、絕緣性好的導(dǎo)線作供電和測(cè)量線,以減小導(dǎo)線內(nèi)阻;盡可能改善供電電極和接收電極的接地條件,降低接地電阻;

4天然干擾的存在和影響

天然干擾主要有天然的大地電流場(chǎng)和自然電場(chǎng)兩種。大地電流場(chǎng)也稱大地噪聲,是地球上廣泛分布的寬頻帶電磁場(chǎng),主要是由地球外部太陽風(fēng)、磁暴、等離子層中離子波動(dòng)等產(chǎn)生的低頻電磁輻射,它們是以微脈動(dòng)形式出現(xiàn)的電磁波,在電離層與地球表面之間來回傳播,地表可以觀測(cè)到這種微弱的電磁場(chǎng)。同時(shí)在地層中可感應(yīng)出強(qiáng)度不大而分布范圍很廣的電流場(chǎng)。在地表觀測(cè)到的較高頻率的大地電磁場(chǎng)主要來源于赤道地區(qū)的雷電等,可對(duì)激電測(cè)量帶來一定的干擾。由于大地電流場(chǎng)的頻譜主要集中于低頻部分,頻率越低,強(qiáng)度越大,因此在激發(fā)極化測(cè)量中頻率一般選擇在0.1-5Hz的大地電流場(chǎng)頻譜的低谷上,以避開大地電流場(chǎng)的干擾。本次研究工作中采用的工作頻率為4HZ與4/13Hz,避開了大地電流場(chǎng)的峰值影響。

自然電場(chǎng)主要由礦物與溶液的電化學(xué)反應(yīng)和離子過濾、擴(kuò)散的局部電化學(xué)場(chǎng),具有相對(duì)穩(wěn)定分布較窄的特點(diǎn)。自然電場(chǎng)是直流電場(chǎng),而雙頻激電法中使用的是特定的低頻交流電場(chǎng),自然電場(chǎng)對(duì)雙頻激電法等頻率域激電法不構(gòu)成干擾。

5偶然及人文干擾的存在和影響

實(shí)際測(cè)量中常見到的人文及偶然干擾有地下管道、金屬物體、鐵軌、高壓電線、電話線及50Hz工業(yè)游散電流等。這些干擾表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集中產(chǎn)生的IP異常,對(duì)后期成果的分析解釋帶來困難。在實(shí)際施工中實(shí)行克服與避讓相結(jié)合的措施,即有水流、水田干擾的地段,將供電和測(cè)量導(dǎo)線架空或繞道鋪設(shè);當(dāng)必須經(jīng)過公路、橋梁鐵護(hù)欄、輸電線等地物時(shí),選擇沒有行車經(jīng)過的時(shí)段測(cè)量,并對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行埋藏保護(hù)處理,正確記錄測(cè)點(diǎn)號(hào)和測(cè)量極距,以便在后期的數(shù)據(jù)處理和解釋中作為參考。

6地質(zhì)干擾的存在和影響

地質(zhì)干擾因素主要包括當(dāng)?shù)厝碎_采后遺留下的廢棄采坑、地表殘留的少量礦化程度低的廢礦石、地形地質(zhì)條件等。數(shù)據(jù)采集過程中,由于地質(zhì)干擾體的存在,接收機(jī)顯示的視幅頻率FS值往往顯示負(fù)值且數(shù)值極不穩(wěn)定,通過改善接地條件,多次觀測(cè)取平均值可壓制干擾,取得較好的觀測(cè)精度。

參考文獻(xiàn):

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篇8

1 搖繩發(fā)電

實(shí)驗(yàn)背景 長(zhǎng)導(dǎo)線在切割地磁場(chǎng)的過程中,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).若長(zhǎng)導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路,則在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.此實(shí)驗(yàn)一般可作為“電磁感應(yīng)”這部分內(nèi)容的引入實(shí)驗(yàn),以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的效率.

實(shí)驗(yàn)過程 如圖1所示,將普通跳繩的兩個(gè)手柄拆下,一段長(zhǎng)3m左右導(dǎo)線的兩端分別穿過跳繩的兩個(gè)手柄,然后與微電流傳感器相連,微電流傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連.當(dāng)學(xué)生手握跳繩的兩個(gè)手柄“跳繩”時(shí),由于“繩”在切割磁場(chǎng),故在計(jì)算機(jī)的顯示屏上出現(xiàn)了如圖2所示的“電流-時(shí)間”圖象.由圖象可得,搖繩發(fā)電的電流在1mA左右.學(xué)生感覺非常神奇.

2 溫差發(fā)電

實(shí)驗(yàn)背景 溫差發(fā)電是人教版教材選修1-2《能量守恒定律》這部分內(nèi)容的一個(gè)引入實(shí)驗(yàn),目的是說明能的轉(zhuǎn)化與守恒現(xiàn)象,但溫差發(fā)電所產(chǎn)生的電流很小,即使用靈敏電流計(jì)也很難觀察到由于溫差發(fā)電所產(chǎn)生的微電流.由于學(xué)生沒有切身的感受,故很難理解或想象“兩根不同的金屬絲、兩端不同的溫度”盡然能夠發(fā)電.

實(shí)驗(yàn)過程 如圖4、圖5所示,將一根長(zhǎng)度約25cm的銅絲的兩端和分別與一根鐵絲的兩端相連,形成一個(gè)環(huán).然后將銅絲剪斷,接到溫度傳感器的兩端.銅絲與鐵絲相連的一個(gè)接頭放在酒精燈上燒,另一個(gè)接頭放入燒杯的冷水中.在計(jì)算機(jī)屏上顯示了如圖4所示的圖象.可見,兩種金屬絲的兩個(gè)連接點(diǎn)由于存在溫度差而產(chǎn)生了電流,從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化.

3 水果發(fā)電

實(shí)驗(yàn)背景 由于水果中的汁液是電解質(zhì)溶液,當(dāng)在水果當(dāng)中插入化學(xué)活性不同的金屬,相當(dāng)于電解質(zhì)溶液中插入了兩個(gè)電極,故整個(gè)裝置相當(dāng)于一個(gè)電源.當(dāng)在“兩極”連接導(dǎo)線的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生非常小的電流,用靈敏電流計(jì)無法觀察到明顯的指針偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象.

實(shí)驗(yàn)過程 如圖5所示,在梨上相距2cm左右的距離分別插上細(xì)的鐵片和細(xì)銅片,將鐵片與銅片分別與電流傳感器相連.通過數(shù)據(jù)采集器,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖6所示,由圖象可知,其電流大概在0.07mA.

4 圓盤發(fā)電

實(shí)驗(yàn)背景 1831年法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī).它是利用電磁感應(yīng)原理制成的人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī).其原理如圖7所示,圓銅盤安裝在水平放置的轉(zhuǎn)軸上,圓盤處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩塊銅片分別與轉(zhuǎn)軸和銅盤的邊緣接觸,當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電阻R中就有電流流過.在處理實(shí)際問題時(shí),往往要求學(xué)生運(yùn)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有關(guān)規(guī)律來判斷流過電阻R的電流方向.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,電阻中到底有沒有電流呢?

實(shí)驗(yàn)過程

(1)將一片直徑為6cm的銅盤放在帶有金屬轉(zhuǎn)軸的塑料支架上.

(2)如圖8所示,將銅片與塑料支架放人馬蹄形磁鐵的中間.

(3)取兩根普通的導(dǎo)線.在每根導(dǎo)線的一端,將塑料殼里的細(xì)銅絲分開,分別與銅片的中心與邊緣接觸.每根導(dǎo)線的另一端分別與電流傳感器相連.

(4)調(diào)節(jié)DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)電流傳感器進(jìn)行調(diào)零和校驗(yàn),得到如圖9所示的圖象.

(5)轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,在計(jì)算機(jī)顯示屏上出現(xiàn)如圖10所示的電流隨時(shí)間變化的圖象.

比較圖9和圖10不難看出,在銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中由于銅片的每根半徑都在不停地切割磁感線,故產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),在閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,從理論上可進(jìn)一步判斷流過電流傳感器的電流方向.

篇9

【關(guān)鍵詞】動(dòng)生電動(dòng)勢(shì);感生電動(dòng)勢(shì);分析區(qū)別

1 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

如圖1,一根金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿與棒和磁場(chǎng)垂直的方向以速度V0向右運(yùn)動(dòng)。自由電荷(電子)隨棒運(yùn)動(dòng)。必然受到洛侖磁力作用,而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。電子沿棒運(yùn)動(dòng)的速度為U。這樣自由電子具有隨金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度V0同時(shí)還有沿棒運(yùn)動(dòng)的速度U,故自由電子相對(duì)磁場(chǎng)的合速度為V0。金屬棒ab兩端因正負(fù)電荷分別積累,而形成電動(dòng)勢(shì),Uab>0。

由左手定則可知,由于自由電子相對(duì) 磁場(chǎng)以速度V運(yùn)動(dòng),一定會(huì)受到洛侖磁力F洛。當(dāng)F洛的分力F1與F外平衡,F(xiàn)洛的另一分力F2與電場(chǎng)力FE平衡時(shí),金屬棒兩端建立了穩(wěn)定的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

F洛=eBV其分力F1=eBVcosα=eBu,F(xiàn)2= eBVsinα=eBV0

金屬棒ab兩端電動(dòng)勢(shì)U=BLV0,自由電子受到的電場(chǎng)力FE=eE=eBLV0/L=eBV0 FE與F2等大反向。

F外與F1等大反向(圖2)。

H合和F洛等大反向。此時(shí)自由電子受到的三個(gè)力F洛、F外、FE作用達(dá)到平衡。金屬棒勻速垂直切割磁感線運(yùn)動(dòng)建立了穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì)。E=BLV0從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)來看:外力克服洛侖磁力的分力F1做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化的電能。在此過程中洛侖磁力起到中轉(zhuǎn)能量的作用。使機(jī)械能和電能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化。

那么洛侖磁力是否做功呢:

F洛的分力F1與V0反向做負(fù)功W1,另一分力F2與電子沿棒移動(dòng)方向U一致做正功W2,則有:

W1=-F1V0t=-eBIV0t

W2=F2Ut=eBV0Ut

W=W1+W1=0

其實(shí)洛侖磁力F H合與電子合速度V垂直,其做功為零是肯定的。

我們可以看到動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn):

a.在能量轉(zhuǎn)化上是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

b.洛侖磁力參與其全過程并傳遞能量,實(shí)現(xiàn)兩種形式的能量轉(zhuǎn)化。

c.因?yàn)槁鍋龃帕εc自由電荷合速度方向垂直,洛侖磁力不做功。

d.在切割磁感線情況動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E=BLV。

另外還要注意:

a.閉合電路中哪一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng),該部分即為電源內(nèi)電路。其余部分為外電路。

b.當(dāng)閉合導(dǎo)體中某一部分分別處在大小或方向不同的磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),要分別計(jì)算出各個(gè)區(qū)域中導(dǎo)體兩端的電動(dòng)勢(shì),再根據(jù)電源極性按電源的串并聯(lián)問題處理,從而計(jì)算出總的電動(dòng)勢(shì)。

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)在實(shí)際生活中有廣泛的應(yīng)用。略舉兩例。

1.火車測(cè)速時(shí),除用非電學(xué)法測(cè)定外還用電磁法。在軌道內(nèi)預(yù)埋設(shè)矩形線框并與相應(yīng)電流表連接。火車下部附設(shè)強(qiáng)磁鐵。當(dāng)火車通過線框時(shí),由于與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng),切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。應(yīng)用傳感器把電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)榉请妼W(xué)量,把電流值轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的速度值表示出來。其原理如圖3:

火車速度與電流成線性關(guān)系。

2.電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng):

磁電式電流表、萬用表等在運(yùn)輸過程中電表指針不可避免地發(fā)生擺動(dòng)。特別是在路況不好、起動(dòng)、剎車等情況下,指針可能因?yàn)閿[動(dòng)幅度大而變形甚至損壞。因?yàn)閼T性原因即使外包裝再安全,也無法避免這種情況發(fā)生。如果用導(dǎo)線把電表的兩接線柱連接起來,就會(huì)大大減輕這種損壞。原因就是:磁電式電表指針擺動(dòng)時(shí),帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中擺動(dòng),從而發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。

兩接線柱短按后,形成電流。電流做功,本業(yè)化為電路的內(nèi)能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)能電能內(nèi)能轉(zhuǎn)化。大大地減少了指針的動(dòng)能。使指針擺動(dòng)大大減弱,甚至不擺動(dòng)。

當(dāng)然產(chǎn)生的內(nèi)能是很小的,不會(huì)把脆弱的線圈燒壞,我們大可放心。

電磁驅(qū)動(dòng)原理與此相似,也是利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)來完成驅(qū)動(dòng)的。

2 感生電動(dòng)勢(shì)

如圖金屬環(huán)垂直磁場(chǎng)方向放置,當(dāng)磁場(chǎng)突然變化時(shí),(如增大)有麥克斯韋電磁場(chǎng)理論:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),則產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電場(chǎng),在感應(yīng)電場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中的自由電子受到電場(chǎng)力作用,而發(fā)生順時(shí)針定向移動(dòng),形成逆時(shí)針方向的電流。即電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

再如正電荷q在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以速度V作勻速度圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),若磁場(chǎng)突然增加時(shí),根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電場(chǎng),該感應(yīng)電場(chǎng)的方向恰與正電荷q的運(yùn)動(dòng)方向一致,電荷受到的電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,使電荷速度增加。反之若磁感應(yīng)強(qiáng)度突然減弱,則電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功,電荷速度減?。▓D4)。

麥克斯韋電磁場(chǎng)理論與法拉第電磁感應(yīng)理論相比較,其不同之處是麥克斯韋認(rèn)為只要磁場(chǎng)發(fā)生變化,不論該空間有無閉合導(dǎo)體,都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。正是由于變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng),使閉合導(dǎo)體中的自由電荷受到電場(chǎng)力,而驅(qū)動(dòng)電荷定向移動(dòng)形成電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

按照上述理論上面兩個(gè)例子其實(shí)質(zhì)是相同的。

我們看到感生電動(dòng)勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn):

a.能量轉(zhuǎn)化上看是:電磁能轉(zhuǎn)化為電能。

b.其過程:磁場(chǎng)變化――產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)――閉合導(dǎo)體中的自由電荷受到電場(chǎng)力作用,發(fā)生定幾移動(dòng)――形成感應(yīng)電流。

c.對(duì)于一個(gè)確定的閉合電路來講,磁場(chǎng)變化即磁通量變化。可用公式E=nΔΦ/Δt計(jì)算,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。用楞次定律增反減同判定感應(yīng)電流的方向。

我們還要注意到:

a.在整修閉合電路中處在變化的磁場(chǎng)中的部分為電源內(nèi)電路,其余為外電路。

b.如果閉合電路中既有導(dǎo)體切割的情形,又伴隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化,則要分別計(jì)算出動(dòng)生感生兩種電動(dòng)勢(shì),再根據(jù)電源的根性照串聯(lián)電池組處理。

感生電動(dòng)勢(shì)也與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日常生活密切相關(guān)。如:變頻加熱爐,其外側(cè)線圈中通入變頻交變電流把待加熱的導(dǎo)電物體放入爐內(nèi)腔。由于變頻電流在內(nèi)腔產(chǎn)生變化率很大的磁通量,從而產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在待加熱的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流由于電流熱效應(yīng)而產(chǎn)生大量的熱,把待加熱的物體熔化。

再如:高壓、低壓兩套平行輸電線路應(yīng)相隔一定距離,才能保證輸電安全。這是因?yàn)椋和浑娋€桿上在高壓電路輸電的情況下,即使下面低壓電路中拉閘斷路,由于長(zhǎng)距離平行發(fā)生電磁感應(yīng),低壓電路中也會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì),容易發(fā)生觸電事故。

3 從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律方面看兩種電動(dòng)勢(shì)

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,其文形式的能通過動(dòng)生、感生兩種形式的電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)化為電能。兩種形式的電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別是:動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)是外力做功機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。感生電動(dòng)勢(shì)則是通過電場(chǎng)力做功把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能。

兩種電動(dòng)勢(shì)形成過程又有共同點(diǎn):它們?cè)谛纬傻倪^程中閉合電路的磁通量發(fā)生變化。故都可以由法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的大?。?/p>

E=nΔΦ/Δt當(dāng)然對(duì)于導(dǎo)體切割磁感線的情形下應(yīng)用E=BLV計(jì)算更顯簡(jiǎn)便。即:E=nΔΦ/Δt能代替E=BLV計(jì)算。但E=BLV不能代替E=nΔΦ/Δt。因?yàn)閷?dǎo)體切割只是一種特殊情形。兩式是全部與局部的“面”“點(diǎn)”關(guān)系。從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的高度看愣次定律:正是要克服某種阻礙作用做功,才能使其它形式的能通過做功轉(zhuǎn)化為電能。沒有這個(gè)做功過程,就不會(huì)完成其它形式的能和電能的轉(zhuǎn)化。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:

如圖金屬棒ab 在拉力F作用下,沿水平放置的平行導(dǎo)軌以速度V向右勻速滑動(dòng),磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面磁感強(qiáng)度為B導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),電阻的

阻值為R其余電阻不計(jì)求外力及安培力和電阻R的功率(圖5)。

E=BLV I=BLV/R

F安=BIL=B2L2V/R

P安=F安V= B2L2V/R

F安=F外

P外=F外V= B2L2V/R

電阻R的熱功率:PQ=I2R= B2L2V/R

篇10

下面我結(jié)合教學(xué)體會(huì),談?wù)劇疤骄糠ā痹陔姶鸥袘?yīng)教學(xué)中的應(yīng)用。

一、提出問題,激發(fā)學(xué)生興趣

“問題”是研究課題的出發(fā)點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn),教師只有明確課題所要解決的中心問題,才能激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維,讓思維圍繞“問題”展開。

在教學(xué)電磁感應(yīng)的內(nèi)容時(shí),我指出:“丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng),反過來,磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢?電磁感應(yīng)的中心問題就是如何利用磁場(chǎng)獲得電流。今天人類社會(huì)早已從蒸汽機(jī)時(shí)代過渡過電力時(shí)代,可見,電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究具有重大的理論意義和實(shí)際意義?!?/p>

二、解決問題,調(diào)動(dòng)學(xué)生思維

利用磁場(chǎng)獲得電流,當(dāng)然離不開兩個(gè)條件:其一是磁場(chǎng),其二是閉合電路。我給學(xué)生提供以下器材:條形磁鐵、蹄形磁鐵,靈敏電流表、多匝正方形線框、小螺線管A、大螺線管B、小磁針、單刀單擲開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、干電池組、導(dǎo)線若干,根據(jù)磁場(chǎng)來源把學(xué)生分為兩組:第一組學(xué)生研究用磁鐵獲得電流,第二組學(xué)生研究用干電池提供電流形成磁場(chǎng)獲得電流,學(xué)生之間相互討論、交流、爭(zhēng)論,經(jīng)過二十分鐘時(shí)間,兩組學(xué)生分別得到產(chǎn)生電流的幾種情況,最后歸納結(jié)論:(由指定組長(zhǎng)發(fā)言)第一組:“只要導(dǎo)體切割磁感線,電路中就產(chǎn)生電流?!钡诙M:“只要提供磁場(chǎng)的閉合回路中電流變化,電路中就產(chǎn)生電流?!?/p>

我針對(duì)第一組結(jié)論提問:“如果整個(gè)電路均在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),還會(huì)形成電流嗎?”學(xué)生開始交頭接耳,進(jìn)而產(chǎn)生懷疑,我因勢(shì)利導(dǎo),提出通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。語音剛落,就有學(xué)生建議:“把正方形線框改制成邊長(zhǎng)較短的多匝小線框,放入由兩個(gè)并排放置的蹄形磁鐵的N、S極之間,并做水平運(yùn)動(dòng),看與之相接的電流表指針是否擺動(dòng)?!蔽尹c(diǎn)頭贊許,同時(shí)指出:“由于實(shí)驗(yàn)室提供的靈敏電流表‘靈敏’有限,若線框中存在電流太小,指針就不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),同學(xué)們想想能否找到更好方法檢驗(yàn)線框中電流?”經(jīng)過短暫的討論后,學(xué)生建議在線框經(jīng)過區(qū)域附近放一枚小磁針、若線框中有電流,小磁針一定會(huì)偏轉(zhuǎn)。學(xué)生通過親自實(shí)驗(yàn),得到“只要閉合電路的一段導(dǎo)體切割磁感線,就產(chǎn)生電流”的結(jié)論。

針對(duì)第二組結(jié)論,我和學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)學(xué)生調(diào)節(jié)調(diào)動(dòng)變阻器使電流增大時(shí)、我把小螺線管A從大螺線管B中向上撥出,這時(shí)電流表指針沒有偏轉(zhuǎn);當(dāng)學(xué)生調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器減小電流時(shí),我把小螺線管A向下插入,指針也不偏轉(zhuǎn)。經(jīng)過思考,學(xué)生把結(jié)論改為:“只要閉合電路中的磁場(chǎng)變化,電路中就產(chǎn)生電流?!?/p>

我概括總結(jié),并提問:“以上兩組情況都能得到電充,我們能否把它們統(tǒng)一起來,得出任何情況都適用的獲得感應(yīng)電流的普遍結(jié)論?”對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想教育:“物理跟其它自然學(xué)科一樣,每當(dāng)遇到困難和挑戰(zhàn)的艱難時(shí)刻,要求我們沖破舊觀念束縛、展開新思維,提出解決問題的新概念、新模型。對(duì)這些新的概念、模型,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中要不斷加以改進(jìn)、完善,如果是錯(cuò)誤的就拋棄,直至得到正確的客觀結(jié)論?!?/p>

引入磁通量概念,學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析,很快明白產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

三、反思問題,激勵(lì)學(xué)生攀登科學(xué)高峰

“磁生電”是十九世紀(jì)電磁研究領(lǐng)域中最偉大的發(fā)現(xiàn)之一,當(dāng)時(shí)的許多科學(xué)家,如奧斯特、安培、菲涅耳、亨利、楞次都與其中,但成功的大門最終只向僅在普通學(xué)校受到最平常教育,年輕時(shí)在書店當(dāng)過裝訂學(xué)徒工的鐵匠兒子――法拉第――開啟。法拉第做了近十年“磁生電”實(shí)驗(yàn),他在工作日記中記下了大量毫無意義的失敗記錄。厚厚的日記冊(cè)正是法拉第百折不撓、堅(jiān)持不懈的見證。

法拉第成功的主要原因,第一是在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷分析方面比別人具有更深邃的直覺洞察力,他能抓住電磁感應(yīng)是暫態(tài)效應(yīng),牢牢把握“暫態(tài)”這一關(guān)鍵,不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。第二是在理論上大膽創(chuàng)新,敢于提出新思想、新觀念。他在物理學(xué)界第一個(gè)提出“場(chǎng)”概念,假想磁感線形象描述場(chǎng)的強(qiáng)弱,進(jìn)而引入磁通量概念,從本質(zhì)上把電磁學(xué)研究推進(jìn)了一大步,為建立完整的電磁理論打開了大門。

今天,我們?cè)陔姶艑W(xué)的教學(xué)中,除了傳授電磁理論知識(shí)外,更要注重這些系統(tǒng)知識(shí)的艱苦探索歷程,培養(yǎng)學(xué)生永不言棄的追求精神、滴水穿石的堅(jiān)韌毅力;培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的敏銳洞察力;培養(yǎng)學(xué)生一切從實(shí)驗(yàn)出發(fā),理論聯(lián)系實(shí)際的好學(xué)風(fēng);培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新、勇于突破、勇于提出解決問題的新思路、新觀點(diǎn)、新方法,不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì),激勵(lì)學(xué)生奮力拼搏、刻苦鉆研,努力攀登科學(xué)事業(yè)的高峰。

參考文獻(xiàn):