电磁感应过程中电功和磁通量变化量的关系

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电磁感应过程中电功和磁通量变化 量的关系 摘 要：法拉第电磁感应定律是 电磁感应的核心内容，是高中教学的重 点和难点。在电磁感应定律的教学中， 探究感应电功大小与磁通量的关系是学 生认识和理解法拉第电磁感应定律的重 要前提。在讲解到相关概念和计算时， 学生往往存在理解上的障碍，因此，要 想学生能够在课堂中将章节知识理解得 更加深刻，必须通过更加直观的实验方 式来加以引导。而传统的物理实验大致 只能简单的得出：磁通量变化越快，感 应电功越大。可想而知，这样的实验方 式是不够准确的，得出的结论也比较笼 统，不能很好的反映电功与磁通量变化 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 的大小，在教学中教师需要对实验方法 进行创新。本文就围绕着“电磁感应过 程中电功和磁通量变化量的关系”展开 了探讨。 中国论文网 /9/view-13005935.htm 关键词：电磁感应原理；电功； 磁通量 新课标教材在“ 法拉第电磁感应 定律”的研究上还是使用了传统的教学 模式，即通过几个定性的演示实验得到 电磁感应定律。但通过对教学的总结和 反思，我们在针对公式“E=k/t”的教 学中有两项突破，在实验过程中引入了 DIS 电压传感器，不仅能够直接进行定 性演示，还能够直接测量感应电功的瞬 时大小。可以说，这种实验方式在现代 物理实验教学中是十分受用的，能够将 抽象的物理公式和定义以更加直观的方 式展示出来，加深学生对知识点的理解， 并且，用更加形象化的方式也能够提升 学生的学习兴趣，使其在学习中能够更 加积极主动，始终保持积极探索的精神 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 以及对知识的求知欲望。 一、 分析实验教学常用方法 随着现代网络技术的飞速发展， 在教学领域利用信息技术进行教学的现 象已经十分普遍，在进行电磁感应过程 中电功和磁通量变化量的关系的教学时， 也同样运用到了较为先进的实验方式， 即 DIS 技术。通过 DIS 的物理实验在探 讨电功与磁通量变化量之间的关系时往 往是用控制变量法进行的，控制其中某 一个量为固定值，对一个变量进行调整， 观察另一个变量的变化过程。通过此类 实验基本能够得出结论：感应电功大小 与穿过回路的磁通量变化率是有关的， 再通过教材给予的精准定量，得出法拉 第电磁感应定律。在教学中，教师就应 当根据实验目的，参照具体的实验步骤， 引导学生通过控制变量法选择合理的实 验器材，通过有效的方式完成任务探究。 二、 利用 DIS 进行实验探究 在物理实验教学中，DIS 已经是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 一种较为普遍的形式，在探究电磁感应 过程中电功和磁通量变化量的关系时也 同样可以运用到此种实验方式。在实验 时，首先应当根据实验对象准备好对应 的实验器材，如朗威 DISLab 数据采集 器、磁感应强度传感器、螺线管、滑动 变阻器、DISLab 环形线圈、电流传感 器、微电流传感器、导线、计算机、带 尺度的实验座架、学生电源等。然后就 开始准备开始进行具体的实验过程。 首先要描绘螺线管轴线上的磁感 应强度分布图，利用专用座架，确保螺 线管轴心c 磁传感器探管是成重合状 态的，然后将磁感应器接入到数据采集 器中，大概需要先预热 4 分钟，打开教 材通用软件，接着马上点击传感器调零， 将传感器探管前沿置于螺线管端口处。 然后接通低压稳压直流电源，调节正负 极，使磁感器这时的读数为正值，再点 击数据记录，就能够将当前的磁感应强 度通过具体的数值记录下来了。这时默 认的距离 d 应当为 0。紧接着，为了能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 够探讨出在不同的距离磁感应强度的大 小，可以每次向前推动 0.5 cm，并记录 此时的磁感应强度，运用多组数据，得 出磁感应强度与到螺线管端口距离变化 的规律。从取得的数据中，我们可以看 出：处在螺线管中心的强度是最强的， 并且中心对称处的强度是一致的。 接着就是探究感应电功大小与磁 通量变化之间的关系。这里我们可以设 定磁场变化的快慢是一定的，可以改变 螺线管内部线圈平面与磁场的夹角，探 究其与感应电流之间的大小关系，接着 再让线圈平面与磁场处于垂直的状态， 探究感应电流与磁感强度之间的关系。 这里需要注意要将电流传感器与数据采 集器和实验线圈相连接，将线圈放入螺 线管的中心附近位置，使其轴线与螺线 管轴线是重合的状态，并将磁感器接入 到数据采集器的另一个端口，同样需要 预热 4 分钟左右，使其处于环形线圈的 中心对称位置。接着点击通用软件，进 行数据记录工作。然后再接入低压正弦 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 交流电，点击传感器调零，进行数据记 录，并由此画出函数图形，对其进行区 域求导，得出结论：感应电功的大小与 磁通量的变化率是成正比的。 三、 注意实验过程中出现的问 题 在设计实验时通常是将一些难以 控制的情况理想化的，但在实际操作中 却很难把控。比如在实验中采用到的方 法是控制变量法，即通过研究时间与电 功之间的关系，得出磁通量变化量相同 时，感应电功与磁通量变化率成反比。 但是，在实际的操作环节，磁通量变化 量是很难直接测量出来的，因此，与教 材中的预定目标是会存在一些误差的， 就得不出对应的结论。因此，面对这些 很难测量的数值，教师在教学中可以引 导学生不必控制变量研究感应电功、磁 通量变化量、时间之间的关系，而是可 以直接研究电功与磁通量变化率之间的 关系就可以了，将以往探究式的实验转 变成验证式的实验，解决实验中无法直 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 接测量磁通量变化率的难题，通过实验 认证的方式能够证实感应电功确实与瞬 时速度成正比，即与磁通量成正比。学 生通过这种实验方式，能够将抽象的知 识形象化，简化繁琐的理解过程，能够 根据学生学习的实际情况以及认知规律， 对已有知识进行迁移，完成知识的融合。 对学生来说，能够有效降低其学习的难 度，使其在学习中能够对此章节的知识 点理解得更加深刻，使其在学习中能够 始终保持一个积极的探索态度，始终保 持对物理实验的兴趣，从而大大的提升 了课堂实验教学的有效性。 小结：总而言之，在探索电磁感 应过程中电功和磁通量变化