电磁感应习题范文

关键词：电磁场电磁波实验教学

1引言

在高校人才培养中，实验室实现了将理论与实践的有机结合，对学生的创新性思维有着启迪作用。因此，实验教学历来都是各高校非常重视的环节。对物理学来说，电磁场与电磁波理论性强，概念抽象，因此，为了加深学生的理解与学习，必须通过实验促进学生对知识的理解与掌握。

2“电磁场与电磁波”课程特征分析

“电磁场与电磁波”研究的重点是电磁场和电磁波的属性，规律，以及应用等。由于其和光纤通信技术，电磁干扰，移动通信技术等联系紧密，应用范围非常广。“电磁场与电磁波”要求数学基础深，并且理论性强，概念非常抽象，因此，学生进行学习时不容易理解，非常困惑，单纯的理论讲解，会丧失学生学习主动性与积极性。

“电磁场与电磁波”内容抽象，理论性强，其理论应用又十分具体，和人们的生活联系紧密，这是其特征；而“电磁场与电磁波”学习的难点在于，由于“电磁场与电磁波”看不见摸不到，必须具有非常强的空间想象力，才能理解“电磁场与电磁波”空间传播的形态。

3“电磁场与电磁波”教学设计

3.1“电磁场与电磁波”教学理念

高校学生培养思想应该是基于知识能力与素质相结合，培养学生的学习知识的能力以及研究探索的能力，提高学生应用知识的能力以及实践能力。因此，电磁场与电磁波教学中学生学习的重点不是知识的接受与知识的传承，而是对知识的探索。教师对学生的培养要从以传授知识为主转变为培养学生独自思考，开拓创新能力的培养方面，从而使得教学的质量不断提高。

3.2“电磁场与电磁波”教学方法

在电磁场与电磁波教学过程中，通过改革要实现由老师为主体向以学生为中心的转变，老师只起到引导作用；教学过程中改变传统的老师注入式教学，要转变为师生互动；要积极利用现代化的科技教学手段。教师进行课程的教学设计时，要充分考虑教学并重的原则，积极探索学生主动学习，勤于动手的能力的培养，改变学生的死记硬背，强接受式的学习。能力培养学生的独立分析解决问题以及获取新知识的能力。

3.3“电磁场与电磁波”实验目标与实验设计

基于电磁场与电磁波内容的特征，电磁场与电磁波实验目标在于解决目前电子技术对电磁波知识的依赖；和教学大纲紧密结合，结合课程重点的知识内容，对难点问题进行解决。由于电磁场与电磁波教学比较抽象，重点解决学生抽象学习和具体知识的矛盾；理论联系实际，利用理论知识解决实际中的问题，提高学生学习的积极性与热情，从而使得学生独立思考问题解决问题的能力得到提升。

“电磁场与电磁波”实验采用电磁波教学综合试验仪。实验内容和教材中重点内容，难点知识点紧密结合在一起，通过对实验的设计，演示和验证，将教材中抽象的概念具体形象化，从而将枯燥的教学变得生动活泼，从而使得学生能够主动的研究学习，极大的促进了学生的积极性与学习的热情，加深了学生对电磁场与电磁波的理解。

4实验方法

4.1实验装置

电磁场与电磁波实验装置包括了发射装置，辅助装置以及接收装置，如图1所示。信号产生器与发射天线构成了发射装置；具有可视化的电磁波感应器构成了接收装置。学生基于课本理论知识，对接收装置进行设计。实验的支架，强度指示装置，反射机构等等都属于辅助装置。辅助装置基于实验内容与目的的不同，为了使实验具有可扩展性，辅助装置能够进行多种组合。

4.2电磁波实验原理

实际中，收发电磁波都需要天线，天线不但是能量转换器同时还可以进行电磁波的辐射与接收。天线发射电磁波时，高频电流的能量被转变为电磁波能量；而天线接收时，又将电磁波能量转变为电流能量。发射信号源采用的是功率信号发生器，利用天线进行电磁波的发射。当在天线馈电点接入小功率的电泡时，电泡就会发光，表明接收位置电场强度。此时，灯泡与接收天线就构成了电磁波感应接收装置。

4.3实验内容

一、设计和制作电磁波感应器

天线通过金属丝制作，在感应灯板的两端通过螺丝将天线固定，同时安装于测试支架，不断将感应板角度进行调整，使得发射天线极化方向和感应板角度一直，那么由于穿过了线圈，磁场发生变化，天线出现电流，使得电流表发生偏转或者灯泡发亮。通过实验能够使得学生对电磁感应的原理有了更加深刻的理解。接收天线形式示意图如图2所示。

二、电磁波传播特性实验

在能够旋转的支臂上安装天线，将天线的极化方向与天线和支臂的角度一致，此时固定支臂滑块，不断变化发射板的位置，会使得电流表不断发生变化，或者使得灯泡的亮度发生改变，从而判断出现了波节。利用这个实验，可以加深学生对驻波产生原理，迈克尔逊干涉原理的认识与理解；同时，利用反复测量电磁波的波长，频率，波节等，使得学生对于电磁波的空间的传播的特性有更加深刻的认识。

三、电磁波的极化实验

在水平极化接口，垂直极化接口，右旋圆极化接口与左旋圆极化接口上接发送天线的电缆，然后在测试支架上安装电磁波感应器，感应器位置设置成水平，垂直以及45°角等不同形式，不断改变感应器滑块的位置，此时，对灯泡亮度改变时，移动感应器滑块与发射天线的距离，从而对发射天线电磁波的极化形式进行判断，通过实验使得学生对电磁波极化特性加深了认识和掌握。

结束语

利用“电磁场与电磁波”课程的实验设计，将课本抽象的理论概念形象具体化。通过实验教学，使得学生对教材的理论知识点掌握的更加牢固，理解的更加透彻，提高了学生的动手实践的能力，使得学生主动学习的积极性大大提高。“电磁场与电磁波”实验教学说明，教学过程中理论固然重要，而实践更是不能缺少。和具体的实际问题的应用背景相结合，通过实验提高了教学的启发性，不但提高学生独立思考问题的能力，同时使得学生综合实践能力得到了极大的培养，对高校培养高素质人才有着非常重要的作用。

参考文献

[1]杜章永，宋清华.电磁场与电磁波课程教学改革的探索与实践[J].科技信息.2011（21）：455

电磁感应习题范文

一、《第五节电磁感应定律的应用》这一节位置安排不合理

本节教材内容主要由两条主线构成。一条主线是通过介绍电磁感应现象中的感生电场概念来解释回路中无论是否闭合,只要磁通量变化就有感应电动势。另一条主线是通过微观的洛仑兹力知识来解释只要导体切割磁感线就一定产生电动势。教材对电动势概念做了较为深入地分析,并引入了感生电动势和动生电动势两个概念。教材本意要让学生明白产生感应电动势的原因。但经过授课后发现大部分学生不仅没有领悟到编者意图,反而更加糊涂。主要体现在以下几个方面:

1.感生电场是根据麦克斯韦电磁场理论引出的,但这一理论却在后面章节中才学到,所以大部分教师一般不细讲。因此学生还是不理解感生电场,只是机械记忆。

2.学完这节课后会有学生认为变化磁场产生电场,电场对带电粒子做功,所以磁场力就应对粒子做功。这样又与以前学的洛仑兹力不做功知识混淆了。

3.学生普遍认为讲这节课没用,跟做题无关,想深入理解又理解不到位。

总之,这节课讲下来,不论是学生还是教师,都没有感觉。针对这种情况我认为对这节课可做如下几种调整:

(1)把这节删掉。与其让学生不明不白,还不如不讲。

(2)把这一节内容插入到《第四节法拉第电磁感应定律》开头部分。简单说明因为有感生电场存在,所以回路无论是否闭合,只要磁通量变化就有感应电动势。因为洛仑兹力作用使导体切割磁感线时一定产生电动势。这样先讲原因再讲公式,会比较顺。

(3)第四节和第五节互换位置。先讲产生电动势的原因,再讲法拉第电磁感应定律。

(4)在《第一节划时代的发现中》,除介绍奥斯特的“电生磁”,法拉第的“磁生电”,应再加上麦克斯韦的电磁场理论,为后面的感应电动势做准备。

二、磁通量概念不应放在磁场这一章,应放在电磁感应一章

很多学生反映到电磁感应开课时,已经把磁通量概念忘的差不多了。教师还必须重新讲一遍。而在磁场一章中,磁通量的题又特别少。这样就使磁通量这一概念处于前不着村后不着店的境地。所以我建议把磁通量这一知识点放在电磁感应这一章中。

三、个别习题安排不合理

第三节课后练习题中的第7题法拉第圆盘发电机,应放在《第五节电磁感应定律的应用》的习题中。因为只用楞次定律解释这道题,学生想象不出来。但如果讲完产生感应电动势的原因后,学生就可以把圆盘想象成由无数条半径切割磁感线,从而产生电动势。这样学生好理解。

电磁感应习题范文篇3

关键词：楞次定律；教学设计；学生实验

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2013）10（S）-0030-4

1教材分析

本节教材为高二物理电磁感应部分的楞次定律。内容讲述的是感应电流（感应电动势）方向的规律。教材是在初中磁场知识和对电磁感应简单认识的基础上，利用高中已学过的知识，较为深入的研究磁转化为电的规律，研究电场、磁场的统一性。这些内容，在高中物理教材中占有重要地位。

教材的问题大多数都涉及到三维空间，对培养学生的空间想象能力极为有益。实验方法在教材中占有重要地位，但不是对实验现象进行简单的罗列或初步总结，而是实验和推理结合起来。得出比较抽象的结论，在这里，学生观察实验的能力和思维能力都将得到进一步的发展。

教材把磁体的磁现象和电流的磁现象统一起来。对于学生认识物质世界是一个观念上的飞跃。电磁感应一章的教材渗透了深刻的对立统一思想，学生对电和磁的统一和相互转化的理解，将为学生形成辩证唯物主义的世界观提供有说服力的素材。另外，教材进一步把能量守恒的观点反映到电磁运动中来。对于学生牢固地树立能量的观点也极为有益。

2三维教学目标

1知识与技能

了解楞次对物理学的贡献；

掌握电流放大器的基本使用方法；

理解楞次定律的相关内容；

初步掌握用楞次定律分析问题的基本思路和方法。

2过程与方法

通过实验和观察，理解楞次定律；

通过科学探究，理解楞次定律的一般应用：

通过科学探究，初步了解从认识到实践的物理方法。

3情感态度与价值观

初步认识从特殊结论到一般规律的科学思想：

理解物理学是一门实验的科学、实践的科学。

3教学的重点

1楞次定律的理解：

2应用楞次定律判断感应电流的方向。

4教学的难点

1由实验归纳总结出楞次定律；

2对楞次定律的理解。

5教学方法

实验法、讲授法、练习法等。

6实验器材

1教师演示器材：螺线管、条形磁铁、演示电流计各一；废电池一节、多媒体教学平台、导线若干；

2学生实验器材：灵敏电流计、螺线管、条形磁铁25套、导线若干。

7课程建构与教学过程

7.1复习引入

复习前面所学的知识点：

（1）磁通量；

（2）产生感应电流的条件；

（3）通过多媒体课件演示条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中B的变化情况，为新课的实验做好准备。

设置问题，引入新课。（观察实验，回答相关问题）

（1）当磁铁和线圈均静止不动时，电流计的指针是否发生偏转？为什么？

（2）当条形磁铁插入线圈或从线圈中拔出时，电流计的指针是否发生偏转，为什么？

（3）产生感应电流的条件是什么？

（只要闭合回路中的磁通量发生了变化，闭合回路中就产生了感应电流）

通过观察实验过程中，当磁极插入和拔出时，实验现象有何不同？（即是观察电流计的指针的偏转方向）该实验现象说明了什么？

从而引出感应电流的方向，进一步提出本节课的学习内容——感应电流的方向——楞次定律（多媒体演示出本节的课题）。

7.2新课教学

7.2.1实验探索，总结规律

实验：感应电流的磁场方向与哪些因素有关

学生通过实验进行观察，进行各种推论：（1）可能与产生感应电流的磁场有关；（2）可能与产生感应电流的磁场的变化有关；（3）可能与产生感应电流的磁通量有关；（4）可能与产生感应电流的磁通量的变化有关。因为感应电流的产生是由于磁通量的变化。

师生共同讨论设计探究的实验方案。

1介绍实验装置；

2设计实验记录表（如下表所示）

3实验准备：

（1）查明螺线管线圈的绕行方向。

（2）明确电流计指针的偏转方向与电流方向的关系（用废电池演示）。

电池从正接线柱流入电表，指针向右偏转，电流从负接线柱流入电表，指针向左偏转。

（3）明确实验步骤：将条形磁铁的N极、S极分别插入和拔出线圈，记感应电流的方向，并填入实验记录表中。

4教师演示：将N极插入线圈。分析实验现象，并填写表格的第一列。

5学生分组实验：由学生完成余下的步骤，并将实验结果填入记录表。

6，引导学生分析归纳，得出结论：利用课件，让学生填写表格。

（1）当（原磁通量）增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向（相反），此时感应电流的磁场“阻碍”（原磁通量）增加；

（2）当（原磁通量）减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向（相同），此时感应电流的磁场“阻碍”（原磁通量）减少。

学生归纳出结论：感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。

7.2.2楞次定律

内容：感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。

（该规律首先是由俄国物理学家楞次在1833年发现的，人们为了纪念他对物理学的贡献，就把这个规律叫做楞次定律）

（介绍楞次：（1804——1865）诞生于爱沙尼亚。楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳一楞次定律。1834年，楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为“关于用电动力学方法决定感生电流方向”的论文，提出了楞次定律。1843年楞次在不知道焦耳发现电流热作用定律（1841年）的情况下，独立地发现了这一定律，他用改善实验方法和改用酒精作传热介质，提高了实验的精度。）

对楞次定律的理解：

（1）感应电流的磁场是“阻碍”原磁通量的变化，而不是“阻碍”原磁场。因此，不能认为感应电流的磁场方向总是和原磁场方向相反。

（2）正确理解“阻碍”及“变化”：

“阻碍”不是“阻止”，而是“延缓”、“妨碍”之意。

“变化”：当φ增加时，“阻碍增加”，B与B'的方向相反，起抵消作用；当φ减小时，“阻碍减小”，B与B'方向相同，起补偿作用。

因此楞次定律可以简要表述为：φ增B'反，φ减B'同。

7.2.3楞次定律的应用

例题分析：

例题1如图1所示，矩形线框abcd的平面跟匀强磁场的方向垂直。当ab边在线框上向右滑动时，ab边中产生的感应电流的方向如何？

解析（1）原磁场B的方向：B垂直向里：

（2）原磁通量的变化：S增加，B不变，φ增加；

（3）由楞次定律“φ增B'反”得，磁场B'的方向垂直向外：

（4）由安培定则确定感应电流的方向：badcb（同时用实验验证判断结果）。

例题2如图2所示。在匀强磁场中。由伸长弹簧构成的回路收缩时，判断感应电流的方向。

解析（学生分析、判断，老师补充）

总结出判断感应电流的方向的步骤：首先明确所研究的回路。

（1）原磁场B的方向；

（2）原磁通量φ的变化；

（3）由楞次定律判断感应电流的磁场B'的方向：

（4）由安培定则确定感应电流的方向。

8巩固练习

例题3如图3所示，导线AB和CD互相平行，当AB所在电路中的开关K断开时，导线CD中的感应电流向哪个方向流动？

解析指导学生进行分析：

（1）回路CDEF是题中要求研究的闭合回路，通过该回路内的原磁场是导线AB中流过电流时产生的，根据安培定则，原磁场B的方向为“垂直指向纸里”：

（2）断开K时，原磁场B减小为零，则通过回路CDEF的磁通量φ减少：

（3）根据楞次定律知道，感应电流的磁场B'方向与原磁场B方向相同，即垂直指向纸里：

（4）由安培定则判断，CD中的感应电流的方向由D流向C。

思维拓展：可以让学生继续分析，当开关K闭合时，回路CDEF的感应电流的方向：开关K保持闭合状态，移动滑动变阻器的触头（从左向右）移动，回路CDEF中感应电流的方向。

9课堂小结

1楞次定律是电磁感应现象中的重要规律，要正确理解该定律，必须正确理解“阻碍”的含义：φ增B'反，φ减B'同；

2楞次定律只给出了感应电流磁场方向，要确定感应电流还需要利用安培定则。

10作业布置

教材练习

11板书设计

楞次定律的内容：

感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律的理解：

（1）“阻碍”的含义：

“阻碍”的现象：

①当穿过回路的磁通量增大时施感磁场与感应电流磁场的方向相反：

②当穿过回路的磁通量减小时施感磁场与感应电流磁场的方向相同。

概括为：增反减同（劫富济贫）。

“阻碍”的含义：阻碍变化。

“阻碍”的结果：不会出现使原来的变化出现相反的情况，它只是延缓了这种变化。

（2）注意区分产生感应电流的“原磁场B”和感应电流的磁场B'。

楞次定律的运用：

解题步骤：

（1）明确原磁场的方向；

（2）明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少：

（3）根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；

（4）利用安培定则判定感应电流的方向。

楞次定律符合能的转化和守恒定律。

楞次定律实质上是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现。

12课后反思

该案例的主要思路是将书本上的演示实验转化为学生的分组实验，通过老师的引导和帮助设计和完成对楞次定律的推导，从而从本质上去理解楞次定律，以及应用楞次定律判断感应电流的方向。通过这种方式，可以大大的调动学生学习的积极性，激发学习的兴趣，积极主动的投入到对科学规律的认知、理解和应用上。对例题的设置，是为了进一步突破教学中的难点问题，同时也扩大学生对知识的认知范围，提高学生的学习效率。这些既是本节课要着重解决的问题，同时也是个人对本节内容进行如此设计的初衷，当然也就成为了教学设计中亮点所在。

当然，在设计的过程中，可以再大胆一些：由面积的变化引起磁通量的变化，继而引起感应电流的产生以及判断其电流的方向这一过程，也可以通过实验设计来进行展示，给学生更加直观的感受。在今后的教学中可以在这方面进行进一步的尝试。

参考文献：