电磁感应现象教学初探

高永忠

1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁本质联系的序幕，他的这个重大发现很快便传遍了欧洲，并被许多物理学家所证实。因此，人们确信电流能够产生磁场。但反过来，磁能产生电吗？许多物理学家很自然地提出了这个相反的问题，并开始对这个问题进行艰苦的探索。其中，最有成效的是英国物理学家法拉第。

1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表。他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生，只是线圈B中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为"电磁感应现象"，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，為建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。产生条件1.闭合回路 2.穿过闭合电路的磁通量发生变化。电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、 磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。

探究出产生感应电流的条件之后判断感应电流的方向用楞次定律或者右手定则来判定，感应电流的大小如何求解，法拉第没有停歇，探究出法拉第电磁感应定律，可以求出感应电流的大小，体现了逐步探寻的过程，法拉第对科学的执着追求令我们敬仰，对学生思想和思维的培养是很好的教学内容。

首先，学生分组完成以下实验，发现规律。

a、请同学们注意观察，三个实验电路中电流计所在的电路都有一个共同的特点，是什么？（闭合回路）

b、这三个实验表象各不相同，但都能产生感应电流，他们在本质上是否有共同的特点？

（根据学生回答的情况复习磁通量的概念及改变磁通量的方法，并结合三个实验电路图分析在这个三个实验中是“谁”引起了磁通量的变化）不论什么方式，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生感应电流产生的条件只要穿过闭合回路的磁通量发生改变，闭合电路中就有感应电流。

学生探究出规律之后，给学生做了跳环实验，跳环实验是电磁感应现象的一个著名的演示实验。在圆柱形铁心上绕一个多匝线圈，线圈中流过交变电流（通常是220伏、50赫兹正弦交流电电）。将一轻质铝环套在铁棒上，接通开关，铝环便向上跳起，故称"跳环"或"浮环"实验，如果接通220V电压，铝环将直接挑起，能达到1米多高，如果接通低压交流电，铝环将悬浮，并且发热，成电磁炉模型。

将一块小磁铁从一米长的的铜管中下落，会看到磁铁下落很慢，学生最感兴趣的是一个线圈和一个喇叭相连，另一个线圈通过耳机和手机相连，当两个线圈靠近时，直接可以从喇叭听到手机里播放的音乐。从这个实验当中学生可以理会哪个是电流磁效应，哪个是电磁感应。观察 探究 得出结论，最后应用，发展人的思维能力。

通过对电磁感应的教学，使学生认识电磁感应现象，在学习的过程中通过正确的思维方法，发展智慧和能力，符合核心素养的培养。我们作为教育工作者，应该很好地研究教学方法，把学生培育成对社会有用的人才。