[原创]δφ是产生感应电流的必要条件还是充分条件 [人教版]

《[原创]δφ是产生感应电流的必要条件还是充分条件 [人教版]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ΔΦ是产生感应电流的必要条件还是充分条件——互动思索型教学案例荣怀学校高中部赖发忠（电话：13185598529）ΔΦ是产生感应电流的必要条件还是充分条件——互动思索型教学案例1234图1问题源自如下训练题：两只相同的灵敏电流表按图1示用导线连接起来，用手将左表的指针向右拨，问右表的指针偏转否？若偏则向那侧偏？SN图2联系电流表的内部结构如图2和工作原理，当用手将指针向右拨动时，带动线圈在磁场里顺时针转动，从而产生感应电流，故右表的指针要偏转；而感应电流产生的效果一定要反抗引起感应电流的原因，故左表感应电流的安培力矩一定是逆时针方向的，设定这两只电流表是“电

2、流从左桩进表则指针向左偏，电流从右桩进表则指针向右偏”的正常表，可推定感应电流是从桩1进而从桩2出，故流入右表的电流是从桩3进而从桩4出，故右表的指针将向左偏转。（当然若表是左进右偏的反常表，则推断的过程类似而结论一样）不意有同学由此提出质疑：隙缝间是一种特殊的辐向磁场，所以线圈在任何位置上的磁通量都是0，那么根据法拉弟电磁感应定律，线圈在转动时磁通量保持0不变，闭合电路中没有ΔΦ怎么可能有感应电流产生呢？类此又有同学跟着这一思路提出：老师曾在课堂上讲过，在运送灵敏电流计的途中，需要把它的两个接线桩用导线短接起来，这样车辆颠簸晃动时，带动磁场中的线圈转动，能

3、产生感应电流而阻碍线圈转动，可避免大摇晃时指针超满偏而撞坏。现在从没有ΔΦ这一角度去看，这样的做法也值得怀疑！我觉得他们脑筋动得非常可以，问题提得很有水平，但结论肯定不正确，因为从切割法的角度去判，感应电流也是一定有的，但从磁通变化的角度去分析，又觉得实在没有有说服力的理由去剖析他们提出的疑虑，就用从善如流的态度商量：实践是检验真理的唯一标准！我们就让实验事实来说话。这一提议得到了大家一致的认可。于是我们用两只演示用的大灵敏电流计，让学生自己动手做了实验，结果用手拨动其中一只的指针时，另一只确实也发生了偏转！结论是有了，但“闭合电路中磁通量没有变化，却产生了

4、感应电流”这一疑点仍未释然。我凭记忆好象《中学物理》杂志上曾有文章讨论过这方面的问题，于是满世界翻杂志，算是皇天不负有心人，找到了《中学物理》2002年第12期上的文章《磁通量不变有感应电流吗？——法拉第电磁感应定律的完整表述》和2003年第5期上的《也谈磁通量不变有感应电流吗？》，并将它们推荐给同学们阅读作研究讨论。学生潜在的能力确实是超乎教师平常所想象的，初生牛犊不怕虎的精神也让人感动，他们大胆地提出：“有磁通变化ΔΦ只是闭合电路产生感应电流的充分条件而不是必要条件”，也就是说法拉弟电磁感应定律并不是对电磁感应现象的全部描述，还应该有另类特殊情况存在。作

5、为佐证，在竞赛辅导小组参加活动的同学还例举了如下例子。图3如图3有一个左右有界匀强磁场区域，方向水平向里，一金属棒两端连有平行金属板，让金属棒垂直磁场水平地“自由”下落，问金属棒中有电流否？可以认为金属棒切割磁感线产生电动势就是一个电源，而且它的速度不断增大，感应电动势也不断增大；两块平行金属板构成一个电容器，由于电源的电动势不断增大，所以电容器处在不断地被充电的状态中，所以这个貌似没有构成回路的金属图4棒中仍有持续的电流。不是有这样一道竞赛题也可以类证这一点吗：如图4，一块质量为m、边长为d的立方体金属板，在水平匀强磁场中“自由”下落，下落时上、下表面始终

6、处在水平位置。要使此金属板下落时的加速度为当地重力加速度g的n倍（n=0.99），若这种金属的介电常数为ε（约为1012），试求该区域的磁感应强度大小。本题本质上和图3所示情况相似，前后两面就是电容器的平行极板，面积为d2，两极板的间隔距离为d，中间充有介电常数为ε（约为1012）的“介质”；有效切割长度为d，造成的充电电流而得到向上的安培力，大小为0.01mg。这两例都是在没有构成闭合电路的情况下产生感应电流，既然没有构成闭合电路，也就没有磁通的变化量ΔΦ可言，也就超越了法拉弟电磁感应定律描述的范围，也就是上面所说的“另类特殊情况”，也就说明了“ΔΦ是产生

7、感应电流的充分条件而不是必要条件”！SN图5学生在翻阅办公室里的教学杂志时，又找出了《物理教师》2004年第2期12页上的文章《径向分布的电场和磁场》，里面有一个径向磁场的发电机模型如图5，作为2003年北京春季高考招生试题推出。他们也认为这种恒定转速的发电机不象《交流电》一章中所学的那种产生的是正弦式的交流电，而是一种大小恒定的方波电流，也就是用事实说明了即使没有磁通量的变化，产生感应电流也仍然是可能的！教学后记1、鼓励学生发现问题而提出质疑，应该是现代教学的一种潮流，所谓以“上完课，解决了问题，学生都懂了，没有问题了”为最高境界的时代已经过去，而代之以“

8、解决了一个问题，却提出了（更高层次的）几个问题，问题