電磁感應的案例范文

導語：如何才能寫好一篇電磁感應的案例，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：興趣；自主；探究；合作

中圖分類號：G633.7

文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148（2013）11（S）-0016-3

最近，聽了幾節“電磁感應現象”的“同課異構”高中物理概念課，筆者感觸頗深。同一課題，教師不同的教學理念確定的不同教學目標、不同教學設計，課堂教學目標達成的效果截然不同。有的課教師看上去輕車熟路、講解自如，但學生課堂反應平淡、缺乏熱情，教學效果不理想；有的課教師講解少。但教學設計貼近學生。學生的學習熱情濃厚、課堂參與意識強，參與度高，師生能一起融入活躍的課堂氣氛中。學生在學習中體驗科學探究的快樂，教學效果較好。本文就兩節理念迥然不同的課堂教學案例。從新課的導入、三維教學目標的達成方法等方面進行評析與比較。

1新課的導入

案例1

[復習提問]什么是電流的磁效應？

[啟發思考]奧斯特實驗說明電流能產生磁場，那么利用磁場能否產生電流？

[引導小結]

（1）初中學過，閉合回路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中產生電流的現象叫做電磁感應現象。（板書課題）

（2）利用多媒體投影儀播放法拉第生平的文稿，激發學生學習的積極性。

案例2

[創設情境]

（1）投影兩組圖片：A.城市燈的夜景；B.家電商店的場景。

（2）播放一段視頻：發電廠材料（片段）。

[教師引導]

“電”對促進人類社會發展有巨大的作用對提高人們生活質量有重要貢獻，是誰創造了世界上第一臺發電機？發電機發電又源于什么物理研究的成果？本節課我們來了解一位偉大的物理學家對人類所作出的貢獻。體驗他所經歷的實驗探究過程。

案例1與案例2評析：高中物理課堂教學中，新課導入方法較多，原則上應具有能夠喚起學生頭腦中與新課程內容相關的原有認知結構的“情景性”。對學生新知識的學習、建構的“定向性”，使學生明確學習的目標，激發學生的學習動機的“激趣性”。案例1通過復習提問引入新課，以播放視頻激發興趣，以重溫初中實驗創設問題情境：案例2教師通過視頻創設情境和提出問題，激發學生的學習興趣和好奇心，使學生集中在思考“電”與“磁”的聯系上，不僅使學生得到了情感、態度與價值觀的自我教育，又明確了本節課學習的具體目標——探究電磁感應的條件，從而自然形成探究問題的情境。

2三維目標達成的手段

案例3

[新課教學]

（1）電磁感應現象：①演示如圖1所示實驗，學生觀察現象。

②電磁感應

a.利用磁場產生電流的現象叫做電磁感應，電磁感應產生的電流叫做感應電流。

b.教師創設問題：是不是只有閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動才能產生感應電流？其他方法能不能產生感應電流？

c.演示如圖2所示的實驗。學生觀察思考。

引導學生歸納看到的現象：當條形磁鐵插入線圈或拔出線圈時電流表指針偏轉。說明電路中產生了感應電流：當條形磁鐵停在線圈中不動時電流表指針不偏轉，電路中沒有產生感應電流。

d.得出結論。

教師：為了弄清這個問題，我們需要學習一個新的概念——磁通量。

（2）磁通量

①定義：教師講解概念，引導分析磁通量與哪些因素有關？

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

（3）感應電流產生的條件

①教師介紹如圖所示的實驗裝置（投影圖示）。

②教師演示實驗，學生觀察現象。

③教師引導學生分析實驗現象，完成下表（表略）。

④分析得出結論，只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就能產生感應電流。

（4）鞏固練習

①小結本節要點。②課堂練習。

評析案例3教師在講解磁通量時，引導學生分析得出產生感應電流的條件，最后進行深入分析和鞏固練習。應該說，這節課整個教學環節思路清晰，環環相扣，教學過程教師也易于組織。但無論從教學目標的確定。還是教學過程的實施。問題的設計，把握的重點僅僅是電磁感應知識體系的達成。而學生的學習過程單調乏味，一直處于被動的聽講的狀態中，教師過于重視知識傳授，忽視過程方法。因而目標的達成并不理想也比較單一。

案例4

[新課教學]

（1）了解法拉第發現電磁感應現象的歷史背景和主要探索經歷。

①組織學生閱讀課本內容——“劃時代的發現”。

②播放演示文稿——“十年磨一劍”。

③組織學生討論下列問題（教師啟發引導，鼓勵同學互相討論，積極發言）：

a.奧斯特發現了電流的磁效應以后。引起了什么樣的思考？

b.法拉第時代。人們在研究磁生電的過程中思維和方法遭遇了怎樣的挫折？

c.法拉第的發現說明了什么？

（2）模仿法拉第實驗（1）：探究感應電流產生的條件：

①組織學生開展分組實驗

a.四人一組分工合作：b.明確探究目標：c.設計實施方案；d.完成實驗記錄。

②學生：模仿法拉第實驗（1）

a.用圖2中的實驗器材進行初步探究，教師巡回指導。

b.實驗小組完成實驗記錄。

c.實驗小組匯報探究結論，師生交流討論。

學生共識：磁鐵插入（或拔出）閉合線圈時產生了電流，物理學中把這類現象叫做電磁感應，由電磁感應產生的電流叫做感應電流。

能不能用一句簡潔的話把產生感應電流的條件表述出來。為此，我們要學習一個新的概念：磁通量。

③講授新知，總結條件。

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生感應電流？利用桌面上的實驗器材，進一步探究感應電流與磁通量變化的關系。

學生：模仿法拉第實驗（2）。

a.學生根據圖3所示的實驗器材確定探究方案（學生討論、教師指導）。

b.學生實驗小組完成下表實驗記錄。

c.學生匯報探究結論，交流討論。

歸納得出結論：只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流產生。

[鞏固新課]

（1）小結本節要點

（2）師生共同評價課堂探究活動

評析：案例4先通過學生閱讀課文段落“劃時代的發現”和觀看文稿“十年磨一劍”，了解法拉第從提出“磁生電”的設想到發現電磁感應的十年探索、數次失敗、最終成功。學生在教師的指導下。先用簡單可行的實驗方案，利用磁鐵產生電流，學生對磁生電有初步的感性認識、建立了電磁感應的基本概念，接著通過磁通量概念的介紹和探究問題的轉換。將學生的思維順利引導到總結歸納電磁感應現象產生的條件。使學生進入到理性認識階段，課堂的生成自然形成。最后通過模仿法拉第實驗，學生分組進行實驗探究活動。這樣既讓學生學會已有知識的應用，也是所學的知識與技能的遷移，同時學生的探究愿望、合作意識、交流的主動性都得以調動和發揮。做到“知識與技能共進，過程與方法同行”。學生在深刻理解電磁感應產生條件的同時。再次經歷了物理規律探究的過程，體會了物理學的思想，并在過程與方法、情感、態度與價值觀方面受到熏陶，有效落實了三維教學目標。

3反思

反思之一：第一節課是傳統的課堂教學方式，以教師講解、實驗演示，學生聽講、觀察為主的線索展開。但教師講解多，師生互動、生生互動少，理論分析多。學生體驗少，學生知識與技能的落實多，學生自主學習能力、自主探究能力、實驗能力的培養少，能力的培養比較單一，過于重視知識傳授，忽視過程方法。案例2做到了“知識與技能共進，過程與方法同行”。在知識和技能的傳授過程中，整節課呈現出“學生動起來，教師跑起來，課堂活起來”。同時突出了學生設計實驗方案的能力、以及運用實驗總結歸納結論、得出物理規律的實驗探究能力的培養。體現了以實驗為基礎的物理教學觀，是一節理念和方法充分體現新課程的要求，師生、生生之間“互動”的課堂、“靈動”的課堂。

篇2

關鍵詞：生活體驗；物理教學；科學素養；教育功能

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）6-0036-3

1 問題的提出

《全日制普通高中物理課程標準》要求“高中物理課程應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養其學科探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神”[1]。 2016年9月社會各界高度關注的《中國學生發展核心素養》總體框架正式，再次引發社會各界尤其是教育界的熱議，也必將帶動中小學新一輪的教育變革和創新。

物理與生活有著密切的聯系，生活的衣、食、住、行中都蘊含著無數物理知識。上世紀六七十年代，朱正元教授提出“從實際情況出發，自己動手，就地取材，因陋就簡，土法上馬”的口號影響一代又一代的物理教師。生活體驗式教學作為一種新型的教學手段，將其應用到物理教學中，對于提高學生的科學素養意義重大。

2 “生活體驗”教學內容梳理

根據物理教學特點，教學內容可分為三類：概念教學、規律教學、習題教學。基于科學素養要求，“生活體驗”的教育功能可以總結為五個方面：知識、過程方法、思維觀念、合作探究、情感態度與價值觀。筆者以粵教版高中《物理》選修3-2第一章《電磁感應》為研究對象，對涉及“生活體驗”教學內容與教育功能進行梳理。梳理結果如表1。

3 基于“生活體驗”提高學生科學素養的教學設計

基于“生活體驗”在物理教學中具有重要的價值，根據其教學內容與教育功能進行歸納，并針對提高學生科學素養提出相關教學建議。

3.1 通過生活體驗，構建物理概念，突破學習思維障礙

案例1 “自感現象及其應用”的引入教學

教學內容：自感

體驗名稱：千人震

體驗過程：用兩節電動勢為1.5 V的新干電池，幾根導線、開關和一個用于日光燈上的鎮流器。幾位參與體驗的同學手拉手成一串，和電池、鎮流器、開關、導線連成如圖1所示的電路。閉合開關，經過一段時間再斷開開關。當開關斷開瞬間，同學們會有明顯觸電的感覺。

體驗結論：當開關斷開瞬間，繞圈（鎮流器）本身的電流變化（減小）而產生電磁感應現象（同學觸電）稱為自感。

教育功能：現在的學生動手機會少，對生活中的物理現象缺少觀察和深入思考，因此學生很難構建物理概念。要使學生在課堂學習中“活”起來，關鍵的因素之一是教師“促成學生主動地與周圍環境進行交互作用”，從學生產生的認知沖突來組織開展教學活動[2]。

教學建議：物理概念的建立必須借助于感性材料、理性的邏輯思維方法[3]。物理教師結合物理新課程的教學理念，有意識地運用生活體驗指導物理概念教與學，對于培養學生的思維能力，具有重要的促進意義。

3.2 通過生活體驗，探索物理規律，培養學生的探究能力

案例2 “法拉第電磁感應定律”的探究教學

教學內容：探究感應電流的大小和方向

體驗名稱：搖繩發電

體驗過程：把一條大約50 m的電線繞成10 圈，電線的兩端連在一個教學演示用的靈敏電流表的兩個接線柱上，形成閉合電路。如圖2所示，讓兩個同學東西方向站立，并迅速搖動這條電線，觀察靈敏電流表指針的擺動情況；改變搖動速度再觀察靈敏電流表指針的擺動情況。學生觀察發現：搖動電線過程，靈敏電流表指針左右擺動；且電線搖動的速度越快，靈敏電流表指針擺動幅度越大。

體驗結論：靈敏電流表指針左右擺動說明導體在做切割磁感線運動時產生了感應電流，且感應電流的方向和大小跟導體做切割磁感線的方向和快慢有關。

教育功能：通過合作探究，讓學生親身動手體驗，使學生經歷與科學家進行科學探究時的相似過程，這樣學生的實驗探究能力將得到提高，同時在輕松愉悅的學習氛圍中實現科學素養的提升。

教學建議：在物理規律教學中，教師可通過增加學生的體驗活動，讓學生在親歷研究過程中得到解決一般問題的規律，從而建立概念或發現規律，這樣既解決了實驗探究時學生的困惑，又激發學生的學習內驅力，進而提高學生的動手能力和合作精神。

3.3 通過生活體驗，檢驗習題結論，深入揭示學科本質

案例3 “法拉第電磁感應定律的應用”的習題教學

教學內容：（習題）一個輕質鋁管放置在水平桌面，將帶有手柄的柱狀磁鐵插入鋁管內，當向外抽出磁鐵過程中（忽略磁鐵與鋁管間摩擦力的影響）（ ）

A.桌面對鋁管支持力等于鋁管所受重力

B.桌面對鋁管支持力小于鋁管所受重力

C.當磁鐵拔出速度達到一定值時，鋁管會跳起來

D.無論磁鐵拔出速度多大，鋁管不可能跳起來

體驗名稱：磁鐵吸鋁管

體驗過程：一個輕質鋁管放置在電子臺秤上，讀出臺秤的示數，將帶有手柄的柱狀強力磁鐵插入管內（保證強力磁鐵不與鋁管內壁接觸）。如圖3所示，將強力磁鐵從鋁管拔出，觀察臺秤示數的變化；再將強力磁鐵以較大的速度從鋁管拔出。通過這樣的體驗，學生自己就能做出正確的選擇。

體驗結論：當強力磁鐵從鋁管拔出，鋁管內的磁通量發生變化，所以鋁管產生感應電流，根據楞次定律，感應電流的磁場對鋁管產生向上的磁場力，因此臺秤的示數減小；當強力磁鐵拔出速度達到一定值時，感應電流的磁場對鋁管產生向上的磁場力大于鋁管所受重力，因此鋁管會跳起來。

教育功能：親眼所見和親身體驗這是一種學生積極學習的動力，現在的物理課堂缺少這種“物”的東西，而從認知的角度來說，“理”是建立在“物”的體驗上，經歷了“物”的美好才能激發“物”的本質[4]。

教學建議：習題教學中教師若能用實驗模擬出題目的情景，讓學生通過親身體驗目睹實驗結果，這樣能降低學生認知的難度，從而也便于讓學生發現問題的本質。

綜上所述，物理源于生活，并最終服務于生活，具有很的實踐性。以“學生發展核心素養體系”課程培養目標的實現不能脫離生活實踐，如果將生活體驗式教學有效地融入物理課堂教學之中，引導學生重視實驗、重視參與、共同建構，那么我們的學生定能學有所用，切實體會到物理知識在生活中的應用價值，從而真正實現現代化建設中的高素質人才的培養。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.全日制普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]劉崎.讓體驗成為物理課堂教學新常態[J].中學物理，2016（01）：79.

篇3

關鍵詞：等電位聯結，電磁脈沖，暫態過電壓，防護

Abstract: in the contemporary civil residence building, because lack of operation equipotential connection design very strong comments that caused some engineering construction technical personnel equivalence equipotential connection defense technology can't implement correct understanding, in construction, unsafe, cause the failure of equipotential connection, etc. In addition, the potential for lightning electromagnetic impulse coupling into protective electrical theory, is based on modern lightning protection theory on, in the implementation must master the lightning prevention technology; And after the implementation of the lack of the typical case for reference and the model, lead to equivalence equipotential connection in the lightning protection technical understanding and discusses very difficult; This paper in 2011, ji month garden district elv the telecom room unicom equipment targeting the case by lightning, discusses civil residence architectural equipotential connection medium implement technology, and the effective protection for lightning pulse role.

Keywords: equipotential connection, electromagnetic pulse, transient overvoltage, protection

中圖分類號：S761.5 文獻標識碼：A文章編號：

一等電位聯結技術實施的現狀分析

1.1 我國等電位聯結技術實施的現狀

目前，在民用建筑電氣等電位聯結的設計中，均是參考02D501-2《等電位聯結安裝》的圖集來設計，由于圖集設計中沒有操作性很強的注解資料，造成目前設計人員對等電位聯結技術的理解的分歧很大，成為當前等電位聯結技術在工程實施中發展的瓶頸；此外， 規范、定額存在不協調，由于缺乏相應的定額，盡管有工程設計，但出于施工的成本考慮，導致需要聯結的對象未有聯結，是造成工程隱患的又一原因。

1.2等電位聯結概念分析

引入等電位聯結概念的目的是，實現電擊間接防護的重要手段和必要措施。其定義和作用可以在相關標準、規范中得出：

IEC在雷擊保護標準中指出，等電位聯結是建筑物內部防雷措施的一部分。

美國國家電氣法規對等電位聯結的定義如下：將各金屬體做永久的聯結以形成導電通路，保證電氣的連續導通性并將預期可能加于其上的電流安全導走。

我國標準GB50057-2010對等電位聯結的定義：將分開的裝置、諸導電物體等用等電位聯結導體或電涌保護器聯結起來以減小雷電流在其之間產生的電位差。

二雷電電磁脈沖產生電勢差的技術分析

1． 雷電電勢差的產生

根據當代防雷設計理論，雷電電勢差產生的途徑主要有兩種：a. 雷擊建筑物 b. 雷電的電磁感應。

對于民用住宅建筑，雷擊建筑物時，主要能量會通過接閃器，引下線及接地體等接地裝置泄放大地，與等電位聯結的設計關聯不多。值得強調的是利用建筑結構內的自然鋼筋形成的金屬網并不是一個理想的等電位體。根據目前對雷電的研究，建筑物內的鋼筋網可以有效的防范住大部分雷電電磁脈沖對建筑內部的侵入。但其仍不是理想的法拉第籠，當金屬籠一側遭受雷擊時，沿此處的引下線方向可產生每米幾萬伏特的電壓梯度，電磁脈沖仍可能侵入到建筑物的內部，造成內部設備和人員的危險。換句話說，利用建筑物結構內自然鋼筋網格無法徹底防范雷電電磁脈沖侵入，采用等電位聯結才是消除或減弱其侵入建筑物內部，造成其對建筑內人員及設備損壞的必要防護措施。

2. 產生雷電電磁感應電勢差的理論分析：

雷電電磁感應理論，是建立在當代對雷電不斷研究的基礎之上，隨著人類對雷電的認識不斷發展而不斷更新的理論；根據目前普遍的認識，雷電流具有很大的幅值和波頭上升陡度，能在所流過的路徑周圍產生很強的脈沖磁場，這種快速變化的脈沖磁場交鏈導體回路時，能在回路中感應出電動勢，產生過電壓或過電流。對于住宅工程而言，產生暫態過電壓的途徑主要有兩種：一種是引下線與室內金屬導體交鏈時，另一種是通過架空線路反擊產生的高電壓。

當建筑A遭受雷擊時，沿引下線的方向流入接地體的瞬間，距接地裝置一定距離的P點將產生過電壓，其Up值為：

Up = I?Ra + la?L 0 ?di / dt 。

式中：Up ： P點的對地暫態電位， kv；

I： 雷電流，kA；

di / dt ： 雷電流波頭陡度；

Ra： 沖擊接地電阻， Ω；

L 0： 引下線單位長度電感， μH／m；

la ： P點到引下線的距離， m 。

三 消除雷電電磁感應電勢差的等電位聯結設計的探討：

1. 消除金屬管線交鏈電磁感應過電壓的等電位設計

《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16-2008中對此條作了規定，詳見P146 11.3.5和 P149 11.4.5；強調了利用等電位帶的均壓作用，為等電位聯結設計提供了理論基礎。根據暫態過電壓形成的圖示可以看出，將管線1每隔5-6米和樓板內的鋼筋網聯結后，無論引下線上傳遞的過電壓有多大，在鋼筋網的均壓作用下，在其范圍內聯結的金屬管線1都處在近似電位上；同理，若此時人員觸及到管線1和其它與接地網聯結的金屬管線2時，也不會產生危險。此外，文中所述的電壓梯度值是建立在一根引下線數學模型中的，工程實施中將引下線及管線1分別與多處等電位帶及樓板鋼筋網格聯結后，結構內的多數豎向主筋均起到對雷電流的限流和分流作用時，引下線P點的電感電壓梯度可以明顯減小，避免或減弱了雷電電磁脈沖對建筑內部的侵入。

2. 消除外接導線電磁感應過電壓的等電位設計

為了說清此問題，筆者先講述一個案例，探求等電位聯結防護技術的實質。

圖二 等單位聯結防護設計失效分析（紅線標注除外）

圖示說明：雷擊電源避雷線時，產生的過電壓電涌沿架空線及電源導線引入建筑物，電源防雷器件正常工作，但與其連接的設備電源被擊毀。

圖示分析：盡管按照圖示作了等電位聯結，但仍在雷擊防護中產生失敗，究其原因，是對雷電的防護理論的概念理解不正確：首先，是對防雷理論中的接地電阻值的認識不正確：對于等電位聯結而言，其防雷接地電阻值和供電接地防護系統的電阻值有所不同，在計算供電系統對地電壓時，導線的電感是忽略不計的，其電壓跟其接地電阻大小相關，但計算雷電電位梯度時必須要考慮導線的電感電壓，圖集中規定的等電位聯結接地電阻值為3Ω，主要是對其導通性作了量化標準，并非強制性要求，更不是衡量等電位聯結是否有效的判定方法，這點也可以從一些資料中證實：某些山區的配電所其總等電位聯結的接地電阻值高達幾十歐姆，但其聯結的設備至今仍沒有發生被雷擊毀的事故，也證實了筆者的觀點。圖例中按照電涌保護器可以承受的 8／20μs, 40kA電磁波脈沖計算，當其正常工作時a、b導體間產生1.4*40 ／ 8= 7000V,加上電涌保護器上的殘壓1400V，有將近8400V的高壓，也正是此電壓將連接設備擊穿，造成了等電位聯結的防護失敗。

四結束語

本文是筆者從事十多年建筑電氣設計與施工技術工作的經驗總結 ，論述中參考了部分專家學者的建議及親身經歷的工程案例的論證分析，通過查閱相關書籍、規范、學術論文，提出了自己對等電位聯結在對雷電電磁波防護方面的設計方法；希望其在類似工程的的實施中能予以借鑒。文章的論述及分析不免存在膚淺之處，希望讀者批評、指正。

參 考 文 獻

1. 徐華 ，02D501-1等電位聯結安裝 ，中國建筑標準設計院，2004.4 。

2. 鮑林棟，工程實用電氣技術， 中國鐵道出版社，2005. 3。

3. 張小青， 建筑防雷與接地技術， 中國電力出版社，2002 。

篇4

1 錯誤資源的界定

錯誤類型很多，本論文所指的錯誤是指學生在認知結構和思維障礙方面引起的錯誤，具有頑固性和反復性等特點，這方面的錯誤不是教師幾句話就能講清，教師要花工夫，尋找學生錯誤原因，并精心設計教學.在電磁感應的習題中，構成這種錯誤的主要類型和原因有以下：

1.1 擴大物理公式的適用條件而引起的解題錯誤

物理公式都有一定的適用條件，而學生往往擴大物理公式的適用條件.如電磁感應章節中，有關磁通量的習題，根據磁通量的計算公式Φ=BS，此公式僅適用于勻強磁場，而且線圈面積小于磁場區域面積的情況.部分學生在解題時往往擴大了公式的使用條件而引起解題錯誤.

這一類型錯誤的本質是學生對磁通量這個概念沒有深刻的理解和認識，因此出現隨意代公式的舉動.

1.2 主觀的片面認識

學生在學習物理概念或物理規律時，因其認知基礎和結構的差異性，形成了其獨特的認識，而有的認識往往是不科學的.比如導體棒在磁場中做切割磁感線運動時，對于導體棒兩端的電勢差，不同的學生就有不同的認識，有的學生認為這個電勢差大小應該就等于電源的電動勢，其理由是導體棒是電源其兩端的電勢差自然是電動勢；有的學生則認為這個電勢差大小應該等于導體棒本身的電勢差（即內電壓），其理由是這兩端是電源的內部；當然有部分學生則認為這個應該是外電壓，其理由是負載所得到的電壓應該是外電壓.

這一類型的錯誤屬于學生的前概念所帶來的錯誤，如果教師把正確的結論直接告訴學生，其作用效果是微乎其微的，過一段時間，他的錯誤觀點又會出來.

1.3 二級結論的錯誤運用

二級結論是指學生或教師在做了若干習題后，歸納出的一些推論，又或是學生參考書上所提供的現成推論，這些推論往往是基于某種特殊的情況而得到，因此二級結論往往具有技巧性和片面性.如學生做了一系列關于切割磁感線運動時，

師：我們重新做一下這個實驗，看一看是否與我們預測的一樣？

教師將新授課中的斷電自感實驗再做一遍，此時教師有意設置線圈的直流電阻大于小燈泡的電阻.

師生：小燈泡怎么沒有閃一下再滅呢？

師自言自語：哎，昨天我們明明觀察到小燈泡有閃一下再滅的現象，現在怎么又沒有了呢？難道這里有什么奧秘？

此時教師引導學生重新分析小燈泡為什么會閃一下再滅，并歸納產生這一現象的條件.有條件的學校可以用電流傳感器將斷電瞬間至穩定過程的圖像通過計算機顯示出來，沒有條件的學校教師可以引導學生畫出斷電瞬間至穩定過程的線圈和燈泡的電流-時間圖象.這樣通過兩個實驗的對比，學生對斷電自感發生的原因、產生的過程和結果都有一個全面的認識，而不只是記得閃一下再滅的這個結論.

2.3 針對性的習題強化訓練，促進正確認知的鞏固

學生的錯誤具有頑固性和反復性的特點，因此針對性的習題強化訓練顯得尤為重要.對于學生的典型錯誤，教師要設計針對性的練習，循序漸進，由易到難，以促進學生的正確認知的形成和鞏固.

案例4 如關于電源兩端電勢差的計算，可以設計習題供學生練習：（略）

3 高中物理習題教學中有效利用錯誤資源的一些建議

（1）教師要有包容的心態去接納學生的錯誤認知.課堂上創設民主、平等、和諧的氛圍，使得學生敢于表達出個人的觀點，要使學生意識到錯誤認知并不羞恥，學習就是一個不斷改正錯誤的過程.

篇5

【關鍵詞】初中物理；磁場；教學

磁場是初中物理中的重點知識，也是難點知識。從近年的中考來看，磁場是必考知識點之一。磁場知識如此重要，但是在教學中由于磁場的概念較為抽象，大部分理解掌握起來比較困難，這就需要教師運用科學的教學方法，簡化學習的難度，在幫助學生理解和掌握磁場知識的同時，能夠將其熟練、靈活地應用于實際問題的分析、解決中。

一、引入實例

初中階段的磁場知識偏理論性，抽象性的概念不易于學生理解。加之初中階段學生受物理知識水平所限，往往只能能夠死記硬背公式與概念，而無法做到真正的掌握及運用。因此在教學過程中，教師應引入實例，幫助學生梳理磁場知識，弄清概念的含義以及公式的由來與推導過程，抓住學習的重點，避免陷入理解上的死胡同與誤區。

例1.將鐵棒A的一端，靠向鐵棒B的中間部分，這時發現A、B鐵棒互相吸引，而將鐵棒B的一端，靠向鐵棒B的中間部分，二者互不吸引，那下列說法正確的是（ ）。

A.鐵棒AB均無磁性

B.鐵棒A有磁性而鐵棒B無磁性

C.鐵棒AB均有磁性

D.鐵棒B有磁性而鐵棒A無磁性

在磁性的教學中，教師可引入以上案例幫助學生理解相關概念。在例題中單看題目信息，學生不易聯系到磁場知識，但根據選項這道題很明顯考察的是磁性的相關知識點。在教學中，教師引導學生分析題干，鐵棒AB在不同情況下，呈現的吸引結果不同，根據磁性概念，那么必然是有且只有一方是帶有磁性的，因而可排除A、C選項。繼續分析，鐵棒A靠向鐵棒B中間部分時，二者的關系是相互吸引。根據磁體的相關知識“磁體兩端具有異性相斥、同性相吸的特性，但是中間部分則不具有相斥或吸引關系”。結合題干給出的信息，很容易判斷出鐵棒A是帶磁性的，而鐵棒B不帶磁性，因而正確答案為選項B。

引入例題的教學方式，不僅可以幫助學生理解磁場抽象的概念，同時還能夠強化學生的分析能力，以及運用磁場知識解決相關問題的能力。

二、聯系實際

初中物理知識大部分都可在實際生活找到相關案例，近年來的各類物理考試，也越來越多的將知識點考察與實際生活相聯系。初中階段磁場知識在現實生活也有許多相關的現象，教師應學會并善于將生活中的案例引入到磁場教學中，這不僅有利于學生更好地理解和掌握磁場知識，同時還能夠培養學生的觀察能力與探究能力。

例如，在教學中教師可設計這樣的問題：

下列哪些物品是利用“磁場對通電導體有力”這一原理進行工作的？哪些是利用“電磁感應”原理工作的？

1.發電機；2.動圈式話筒；3.電風扇；4.電熨斗；5.動圈式揚聲器；6.電磁起重機。

上述物品幾乎都是學生在實際生活經常見到，并可以接觸的。設計這樣的問題不僅可以幫助學生理解“磁場對電流的作用”與“電磁感應”相關知識，同時還通過直觀的比較，讓學生掌握二者之間的區別，達到融合貫通，熟練應用的目的。在實際教學過程中，先向學生講解磁場知識，然提出問題，將學生分為討論小組對問題進行討論，然后由學生給出答案并說出理由，教師最后進行總結。通過實際問題的分析和解決，學生能夠進一步地理解“磁場對電流的作用形式通常表現為力的變化”以及“電磁感應通常表現為電流的變化”這兩個知識點。

三、注重驗

物理是一門探究性學科，實驗教學對學生探究能力的培養至關重要。磁場相關實驗教學的設計應強調實踐與課本理論知識的結合，讓學生可通過實驗發現規律，并總結知識，加深理解。

例如，針對“感應電流產生條件”的教學，教師可設計這樣的實驗：先將小燈泡或是電流表與電風扇的兩級相連，然后讓學生用手轉動風扇，這時小燈泡或電流表因風扇轉動所產生的電流過小均無法被檢測到。然后教師引入新的實驗儀表――靈敏電流計。將靈敏電流計接入電風扇兩級后，學生就可以觀察轉動風扇時電流發生的變化。學生通過觀察當順時針轉動風扇時，靈敏電流計指針偏轉的方向與逆時針轉動風扇時，靈敏電流計指針偏轉的方向。通過實驗比較，學生很容易得出“感應電流的來源于處于磁場中線圈的變化”這一知識點。

磁場知識的實驗教學能夠將抽象的知識的具體化、形象化，學生自己動手做實驗不僅有利于更好地理解和掌握概念及公式，同時也能夠培養學生的學習興趣，避免教學的枯燥性。

結束語：

在初中物理磁場部分的教學中，教師應通過引入實例、聯系實際、加強實驗教學等方式，提升教學質量，降低學習理解的難度，從而提高學生的學習效率。同時，初中物理磁場部分教學還需要教師根據學生的學習發展變化要求，不斷地改進教學方法，這樣才能夠真正地實現現代化教育目標及任務。

參考文獻：

[1]陳秀麗.探索電動機的奧秘 體驗偉大發明歷程――初中物理《磁場對電流的作用電動機》課例分析[J].中學教學參考，2016，02：54-55.

[2]劉麗軍，田戰永，尤佳佳等.高中物理和初中物理磁場教學的對接[J].物理通報，2015，S2：52-53+58.

篇6

關鍵詞：雷電防護，高層建筑，防護手段。

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

正文

一、引言

隨著經濟的發展和城市人口的增多，高層建筑如雨后春筍般拔地而起，遭受雷擊的案例也越來越多。據不完全統計，進入21世界以來的十幾年間，全國因雷擊造成直接經濟損失在百萬元以上的事故就有近400多起，每年因雷電災害造成人員傷亡數千人。高層建筑在社會中起到很重要的作用，許多商業寫字樓往往將銀行、公司、酒店等多種功能的場所集中在一起，人員密集，電子通訊設備繁多，電力系統復雜，一旦遭受雷擊將會造成巨大的經濟損失。

雷電防護是一種保護建筑物及人身安全、電力系統及其他一些裝置和設施免遭雷電損害的技術措施，也是近年來愈發重要的一門學科，其保護內容涉及建筑物、發射塔、輸電線路、加油站、航空、軍事等重要領域及工作生活場所。

一、雷擊對高層建筑的常見侵襲途徑

1、 直接雷擊

對一般高層建筑外部來說，所屬建筑物、建筑物天面設備和電力線及傳輸線都有可能遭受直接雷擊，即使在避雷針保護范圍之內的設備也有被雷電繞擊的可能。直擊雷的特點是能量大，電力線發生直接雷擊，容易發生火花放電，引起火災，同時，雷電流通過電力線進入機房，也可能擊中電源及設備。傳輸線發生直接雷擊，可能導致線路焦化、短路、致使傳輸中斷。

2、側擊雷

對于高層建筑來說，不僅屋頂容易遭受直擊雷的雷擊，在滾球半徑以上的側面，外墻的電線、金屬門窗、外掛空調機、節日彩燈和輪廓燈都容易遭受側擊雷的侵襲，損壞設備、燒毀線路甚至危害人身安全。因此高層建筑要做好相應的側擊雷防護措施。

3、電磁感應

當雷擊發生時，將在雷擊點附近產生電磁場。當雷電流沿著高層建筑的引下線和內部鋼筋向下泄放時，由于電磁感應原理，整個建筑物會處在一個強大且變化的電磁場中，這個電磁場很容易使正在工作的電子設備產生過電壓或浪涌故障，即使是一些與外界沒有聯系的系統，也可能在雷響過后發生癱瘓。研究建筑物內部的

雷擊電磁脈沖是非常必要的。

4、雷電波侵入

架空高壓輸電線路和金屬管道在進入高層建筑物時，線路管道附近有可能被雷電擊中而產生過電壓和靜電感應，通過供電線路進入設備使設備造成損壞。

5、地電位反擊

地電位反擊是雷電流入地瞬間，由于地電位不同而產生的電位差，沿接地線到達設備的外殼、電力線的中性線以及直流地的基準電位點。

二、防雷設計原則、依據、標準及規范

設計原則 :

(1）保障高層建筑內的人身安全；

(2）保護高層建筑主體以及各處電子設備不受直擊雷影響和破壞；

( 3）保護高層設備不受側擊雷的破壞；

(4）盡可能保護建筑內設備和電力系統不受雷擊各項效應破壞；

設計依據:

根據高層的建筑結構、防雷等級、當地年平均雷暴日、樓高、建筑材料、土壤電阻率、以及測量的數據等資料，結合相關技術指標以及GB50057－94 《建筑物防雷設計規范》以及其他相關行業規范標準等綜合考慮制定。

設計標準、規范:

GB50057－94 《建筑物防雷設計規范》 02D502-2 《等電位連接圖集》

GB/T 21431－2008 《建筑物防雷裝置檢測技術規范》 03D501-4 《接地裝置安裝圖集》

99D562（原99D501-1）《建筑物防雷設施安裝圖集》 JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》

IEC61643-12 《低壓配電系統的電涌保護器選擇和使用導則》

IECI312《雷電電磁脈沖的防護 》

DL/T 620―1997 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》

三、 防雷檢測

對高層建筑的防雷設計比較科學的方法是首先進行雷電風險評估。雷電風險評估綜合了建筑物所處的地理、土壤、氣象以及建筑物使用、設備等情況，進行高層建筑防雷設計時，不能單純的從建筑物使用性質來確定防雷類別。全面執行防雷管理辦法，提高產品和工程質量。

四、防雷措施

1、 接地網

當發生雷電時，雷電流通過引下線向自然接地體周圍大地泄流外散，土壤呈現的電阻稱為接地電阻，接地電阻公式：Rd=p*ε/c，我們從公式可以得出一個結論：當增大接地網的面積，接地電阻將減小。接地網是指水平方向由鋼筋綁扎或焊接成的網格，水平鋼筋組成的接地網可以近似看成一塊獨立的平板，它的電容主要由它的面積決定的。在設計利用底板接地網做自然接地體時，不應認為自然接地體埋得越深，接地電阻就越小，應通過地質勘探報告了解周圍的土質情況。

2、引下線

引下線的作用是將避雷帶與自然接地體連接在一起，使雷電流構成通路。在高層建筑中利用其柱或剪力墻中的主筋做為引下線，隨主體結構逐層串聯焊接至屋頂與避雷線連接。為了安全起見每條引下線不應少于兩根主筋，主筋的截面不應小于Φ16mm。 在高層建筑的設計、施工中，利用其結構主筋做引下線，這樣做具有經濟、實用、易于操作的特點，由于現澆混凝土內的引下線不易氧化，所以具有使用壽命長的特點。按建筑物的防雷類別適當減小引下線的間距，這樣做可以迅速分流，降低反擊電壓。

3、避雷帶

避雷帶由避雷線和支持卡子組成，避雷帶應設置在建筑物易受雷擊的層檐、女兒墻等處，其作用是引雷效應，雷電流通過引下線向大地泄流，避免高層建筑物雷擊。

4、均壓環

在高層建筑的設計和施工中，除了防止雷電的直擊外，還應防止側向雷擊，超過30米高的建筑物，應在30米及其以下每隔三層圍繞建筑物外廓的墻內做均壓環，并與引下線連接。保證建筑物接構圈梁的各點電位相同，防止出現電位差。

5、內部防雷接地裝置

高層建筑除了采用外部防雷措施外，還應采用內部防雷措施。

籠式避雷網利用建筑物柱、剪力墻內的豎向鋼筋迅速分流并疏導雷電流，與板內水平鋼筋形成籠網狀，在一定程度上屏蔽雷電流產生的電磁感應，還可以達到良好的均壓環及等電位作用。現代高層建筑物內重要的強、弱電機房多采用籠式避雷網，因此建議在高層建筑的防雷接地系統的設計和施工中，將內部防雷接地裝置與外部防雷接地裝置結合起來，構成統一的防雷接地系統，防雷效果將是最理想、安全和可靠的。

四、總結

目前隨著計算機、通訊、控制(3C)技術的發展，對防雷接地系統提出了更高的要求，以保證建筑物內的各種設備的正常工作。高層建筑的雷電災害必須引起我們的高度重視，必須加強對防雷設計進行研究、審核、檢測和驗收等一系列規范化管理，從而達到高層建筑防雷的真正安全。

參考文獻：

[1] GB50057―1994，建筑物防雷設計規范［S］.

[2] 孫景梅．高層建筑的防雷[J]．設計建筑電氣，2001

[3] 夏光文．高層住宅接地與設備接地系統[J]．建筑電氣，2001.

篇7

DCS系y、PLC系統的抗干擾能力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。雖然無論是控制系統硬件廠商還是電建施工人員都從各自的角度出發盡量提高系統的抗干擾能力，但由于DCS系統、PLC系統所處電磁環境的復雜性以及設備硬件本身的抗干擾能力的局限性，實際運行中，控制系統數據采集的穩定性往往受到電磁干擾的挑戰。遇到此類問題。檢修人員往往知道問題的癥結。但一時找不出合適的解決方案，本文就是根據幾個電力生產過程中的現場實例，提出解決此類問題的一般方法。

問題引出

大唐略陽發電有限責任公司6號機組DCS系統采用北京和利時公司的MACSV系統，其抗電磁干擾能力指標如下：共模抑制比≥90 dB，共模允許電壓≥250V，差模允許電壓≥60V。DCS系統接地匯流排單點引入機組電氣主接地網。接地電阻小于0.5Ω。系統抗射頻干擾試驗符合規定。機組運行后發生過幾次典型的電磁干擾引起的異常現象。現通過對現場實際處理的案例，就其現象產生的機理、問題的處理方案和引申出的防范措施和大家共同探討。

屏蔽的作用和屏蔽層的材料對屏蔽效果的影響概述。

屏蔽是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離。以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體地講，就是用屏蔽體將電子元部件、電略、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們收到外界電磁場的影響。屏蔽體對來自導線、電纜、元部件以及電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用。所以利用屏蔽體可以非常有效地減弱電磁干擾。屏蔽材料選擇的原則如下：當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率（高電導率）的金屬材料中產生的渦流。形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果；當干擾電磁波的頻率較低時。要采用高導磁率的材料。從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去；在某些特定場合下。如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的評比效果時。往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

問題處理的案例分析。

案例一：對6A引風機軸承溫度跳變的分析處理

大唐略陽發電有限責任公司6號機組6A引風機軸承溫度測量為熱電阻元件，共9個點，5、6、了、8、9位于同一電纜，其中7、8、9和電機線圈溫度在同一模塊。該模塊的所有溫度信號均不定期的同時跳變，跳變幅度3-6℃，其他信號正常。圖中每一點為三略導線，元件采用三線制接法。

檢查就地溫度元件阻值穩定、模塊及端子板通道正常、電纜屏蔽DCS側接地良好、電纜線間絕緣對地絕緣均符合規定。判斷問題由電磁干擾引起。觀察參數的歷史曲線，發現了、8點的跳變幅度最大，初步懷疑可能是它們引入的干擾。遂打掉7、8點在模塊側的接線，觀察該模塊其它測點顯示正常，將了、8點的元件用其它元件的導線引入模塊，數據顯示正常。隨后做試驗。在就地元件打掉的情況下只要7、8點在DCS側接入。就會對該模塊上其他信號造成嚴重干擾。將7、8點電纜導線引入其它模塊中現象依然。實際表明SM432模塊單通道引入的干擾會影響整個模塊的正常工作。這說明該類模塊的通道隔離性能還有待提高。但還有一個問題：為什么6A引風機軸承溫度電纜中其它導線未對模塊引入干擾。

經現場檢查發現6A引風機軸承溫度電纜為普通屏蔽電纜，屏蔽層材料為金屬銅，屏蔽層結構為銅帶包敷方式。因此該電纜對頻率較高的電磁干擾有較好的屏蔽效果。但對于頻率較低的電磁干擾則效果較差。現場多處由于實際條件所限制。動力電纜、信號電纜分層敷設的原則并未完全貫徹，存在動力電纜、信號電纜混放的現象。由于電力強電線纜多為非屏蔽電纜。其交變電流會在周圍會產生交變的磁通，頻率較低。抗低頻電磁干擾能力較弱的控制電纜處在低頻電磁環境中，如果低頻電磁能量達到一定值就會在控制電纜內導體之間產生電動勢。造成線路上的干擾。某一導線上的干擾大小和它與周圍介質形成的電路結構參數有關。當該電路的諧振頻率和干擾頻率接近時就會產生較高的干擾電動勢，對有用信號影響較大。同一電纜內的導線所處的電磁環境一致。但由于其相對位置的不同造成其電路結構參數的不同，從而使它們的諧振頻率有較大差異，最終影響到它們接收到的干擾信號強弱不同。干擾信號達到一定程度就會使信號失真，再達到一定程度就會造成對模塊的其它通道的干擾。

明確了引起本次現象干擾產生的機理，我們就可以采用一定的方法來予以處理。

方案一：找到6A引風機軸承溫度電纜遭受電力電纜干擾的部位，人為使兩者的距離拉大，減小6A引風機軸承溫度電纜周圍的低頻電磁能量。

方案二：敷設新的6A引風機軸承溫度電纜。屏蔽電纜選用具有不同的金屬材料組成多層屏蔽體，以增強電纜的抗低頻、高頻干擾的能力。

方案三：將7、8點的信號線通過電容接地，改變7、8點導線與周圍介質形成的電路結構參數。從而改變其諧振頻率。

實施過程中，6A引風機軸承溫度電纜被深壓在其它大量電纜內，方案一無法實施，而方案二需要敷設新的電纜，工作量較大，因此考慮選用方案三。將了、8點的信號線通過100uF電容接地。原理圖如下：

該方案的重點是確定接地電容的容量，根據我們的試驗，電容容量范圍在22uF-220uF效果比較好。既可以消除電磁干擾對測量帶來的影響又可以保證量值有較好的動態特性。但該方案有一定的前提，就是必須保證接地電容的質量品質。如果電容漏阻較大或則損壞。會對測量引入更大的干擾甚至破壞。因此必須定期對電容品質進行測試，確認電容的實際參數符合電容的標稱參數。

案例二：對碎煤機狀態顯示不正常的分析處理

大唐略陽發電有限責任公司6號機組輸煤程控PLC系統，6A、6B碎煤機的運行狀態、異常報警狀態自投運以來都不能正常顯示。碎煤機的各種狀態由就地無源干接點提供。通過16芯普通屏蔽電纜送至PLC程控柜。經柜內中間繼電器隔離后送干接點信號至PLC模塊。中間繼電器驅動電源為交流220V。只要就地任一干接點閉合，相應中間繼電器勵磁，其它的同一電纜的中間繼電器都會時斷時續的勵磁，其線圈兩端有高達150V-230V的交流電壓。PLC上碎煤機的狀態顯示出現非正常變化。

該電纜兩端接線如圖3所示（只畫出三路信號代表）：其中J1、J2、J3為就地無源干接點，K1、K2、K3為交流AC220V中間繼電器，

檢查電纜的絕緣、屏蔽以及PLC系統的屏蔽均無問題。考慮到該電纜從始端到終端長達700多米，其分布參數較大，對交流信號的傳輸肯定會產生影響。分析認為此狀態下干擾產生的原因是同一電纜內的傳輸導線間的阻抗互相耦合和電磁感應。只要有就地接點閉合。與之連接的兩根導線內就會流過工頻電流。由于電纜很長且內部導線走向一致，交變電流產生的交變電磁場對其它導線形成的感應電勢以及阻抗互相耦合產生的耦合電勢大到已足可以驅動繼電器的線圈。根據分析，有兩種方案可供選擇：

方案一：減少干擾源的電磁輻射。利用高品質的多芯對絞對屏電纜替代原來的普通屏蔽電纜，對絞對屏電纜可以有效的消除電纜線內的相互干擾。

方案二：改變干擾源的性質。徹底消除干擾源。更改原來中間繼電器的驅動模式，經過計算和實測，單個回略的導線電阻只有2。歐姆。而一般的直流24V的繼電器線圈阻值超過16干歐。因此可以用直流24V的繼電器更換原來的交流中間繼電器。相應的驅動電源改用直流24V，這樣電纜內部導線間就不會存在電磁干擾。

從整體的性價比上和施工的難度上考慮最終選用方案二。

按照方案二實施后。碎煤機的狀態監視恢復正常。問題解決。這說明長距離控制系統的控制電源最好采用直流電源。

類似問題的一般解決方案

通過以上異常現象的分析和處理。經過總結分析我們認為現場消除干擾的一股方法為：

首先應該檢查電纜的絕緣狀況（線間絕緣、線地絕緣）、屏蔽層接地狀況。當然前提是檢測元件、檢測放大回路無異常，確認無問題的情況下應從以下著手：

A，確認干擾源或確認干擾性質

根據干擾對現場有用信號影響的特點。分析是否和周圍的電磁環境、大型設備的運行狀況相關，如不相關則單獨測定信號線纜對地、線間交直流電壓是否異常。如異常則屬于強干擾，一般由動力電纜的強交變磁場造成，如無異常很可能是回路竄入了高次諧波信號。用一般的萬用表檢測不到。采用信號線逐略接入的方式可以判明干擾的具體引入點。

B、消除干擾源或減弱干擾強度

如果確認干擾源是某一固定的裝置或線纜，可以通過技術改造p小干擾源的電磁輻射或改變干擾源的性質。例如對固定干擾源加屏蔽設施，并將屏蔽接地，對于不能避免的動力線引入的電磁干擾，信號電纜采用對絞對屏電纜。如果干擾源是偶然因素，則可以在控制軟件上增加濾波邏輯減少影響。

C、采用信號隔離裝置

干擾的具體引入點如果能確認，對于受干擾面不大的情況下一般采用信號隔離裝置，如果受干擾面較廣，在控制系統接地合格的情況下最好從干擾源著手。

D、采用接地電容或濾波電容

對于共模轉串模造成的干擾采用線纜通過電容接地會有很好的效果。對于電磁感應造成的串模干擾可以采用信號回略間加濾波電容的方式。電廠內的電磁干擾源的頻率多為工頻或其倍頻，頻率較低，根據試驗，電容容量范圍在22uF-220uF效果比較好。既可以消除電磁干擾對測量帶來的影響又可以保證量值有較好的動態特性。但該方法有一定的局限性。它一般只能用于直流信號回略。

篇8

實現物理教育一般有以下四種方法：

一、以實驗為基礎，讓學生從實驗中掌握方法

物理是一門以實驗為基礎的科學，在物理學的產生和發展過程中，物理實驗自始自終占用及其重要的地位。古希臘哲學家亞里西多德在物理學領域屢犯錯誤，提出“力是使物體運動的原因”、“重物比輕物下落快”等錯誤觀點，究其原因，亞里西多德用的是觀察的方法，只有一定的生活經驗，但不是真正意義上的實驗，物理學的發展正是以突破亞里西多德的錯誤觀點和經驗方法的局限，以伽利略的科學實驗方法為指導而走上真正的科學道路上的。

達?芬奇指出：“科學如果不是從實驗中產生，并以一種清晰實驗結束，便是毫無用處的、充滿荒謬的，因為實驗乃是確實性之母。”從伽俐略的落體實驗到斜面實驗，他不僅開創了對物理現象的實驗研究，更重要的是他創立了把實驗的方法和邏輯方法與數學方法相結合中的研究物理學的方法。伽俐略實驗方法產生的重要意義正如愛因斯坦所說：“伽俐略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。”可以說沒有實驗就沒有物理學。實驗是物理學發展的基礎，實驗是物理理論的源泉，實驗是物理理論真理性的檢驗標準。實驗也就成了研究物理學的最基本的最普遍的方法。在物理教學時，要引導學生理解、學會并挖掘伽俐略這套基本的物理科學方法，多給學生創造做實驗的機會，鼓勵他們通過實驗去驗證或探索，進而培養他們的實驗能力和嚴謹的科學態度。

縱觀物理學發展的輝煌歷史，實驗起了決定性的作用，并且人們從實驗中總結出眾多研究問題的科學方法，如理想模型法、控制變量法、實驗+推理法、微小放大法、等效法等等。因此，在平時的教學中要讓學生多觀察、多動手、多思考，讓學生在實驗中掌握科學方法。

二、以知識為載體，通過課堂教學向學生滲透方法

物理學是由一些基本概念，基本規律和理論組成的體系嚴謹、精密定量的科學，在物理概念和規律的建立、發展和應用過程中以及各知識點相互聯系的地方，蘊含著豐富的科學方法，教師在教學中要抓住知識和方法的結合點進行滲透。如在講瞬時速度、瞬時加速度、瞬時功率等時向學生滲透“極限方法”這一物理科學研究中最具數學化、又最能體現辯證思維的方法。又如在講速度、密度、壓強、功率等概念的引入都使用了比較的方法，它們的定義都采用了比值定義法。結合這些概念的學習，對學生進行比較方法的教育，使學生感受其中的同中求異和異中求同，使學生認識和理解比值定義法。再如在定量研究液體壓強大小時，應用“理想液柱”方法。牛頓第一定律的建立和闡述包含著觀察實驗論證假設猜想實驗抽象修正推廣的一種重要的科學方法：理想實驗法。學習該定律時，適時恰當地點明理想實驗法，初步簡介該方法的含義和重要意義，從而使學生初步體會理想化方法。

三、以物理學史為線索，讓學生從知識的來龍去脈中體會方法

知識的來龍去脈充分展現了科學發現的歷程，為物理方法教育提供了生動而豐富的材料。物理學在發展過程中建立了許多理想模型、理想過程、和理想實驗、運用了觀察試探和實驗、猜測和試探、分析和綜合、佯謬和反證等方法，物理學史中有大量生動事例說明科學大師們如何熟練而巧妙地運用這些方法取得重要成果的過程，利用這些事例，可以向學生進行具體的科學方法教育。如在學電磁感應時，可介紹法拉第和電磁感應發現的過程，使學生明白電磁感應發現的科學實驗和科學思維方法以及對物理學發展的深遠影響。這樣的科學方法教育學生易于接受和理解，是行之有效的方法。又如教師在講玻爾原子模型時，可向學生講解人們對原子結構的認識歷程。讓學生從人們對原子結構認識的曲折歷程中體會研究物理問題的科學方法：實驗事實提出假說接受新實驗考驗修改或否定原假說提出新理論再經實驗驗證或接受新實驗考驗形成理論指導實踐。從上面例子可看出，有時一個結論的得出需要幾代科學家幾個世紀的曲折探索，而掌握它卻只需一節課幾十分鐘的時間，因此，在物理教學中教師要善于對物理學史案例進行剖析，讓學生掌握知識的同時從中體會研究物理問題的方法。

四、以實踐為渠道，讓學生通過解決實際問題運用方法

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關鍵詞：高中物理教學 信息技術 多媒體 演示工具

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（c）-0125-01

1 通過多媒體技術將新知識巧妙的引出，強化學生的參與藝術，實現物理教學的高效開展

高中物理教學在導入新課的課堂教學的重要環節，利用信息技術多媒體表現能力強、信息量大、還能在課堂教學中展現物理情境的特點，讓學生在課堂上直接觀察畫面，植入信息技術還能迅速學生的注意力，展開豐富的想象，讓學生的思緒帶到一個特定的學習情境中去，這就很好的激發學生強烈的學習興趣和求知欲。不如說，在講解到電磁感應這一節課時，因為這一知識過于抽象，和學生的實際生活存在一定距離，所以在理解的時候有一定的難度學。再導入新課時，教師可以應用多媒體視頻技術播放電磁感應方面的應用，讓學生充分了解電磁感應影響著我們的生活，給我們的生活帶來了極大的方便。

這樣就可以克服學生對電磁感應現象知識蒼白、難以形成表象的缺陷，大大激發了學生的學習興趣，提高了學生的學習熱情，發展了學生的非智力因素。

2 在教學過程中充分應用多媒體技術，強調知識重點，強化難點的破解

在以往的教學過程中，我們所遵循的一般都是較為陳舊的模式，知識的傳授完全的依賴于老師的講解，學生并沒有充分的參與到教學當中來，這樣一來知識重點便全部需要教師去挖掘強調，在如此情況下，重點知識的漏掉就在所難免，教學效果可想而知。更重要的是，在這種教學模式中，學生因為處于被動地位，對于重點知識的理解知識單純的挺老師講解，概念易于模糊化，且容易產生煩躁的心態，從而影響課堂教學效果。因此在高中物理教學中，強調知識重點，強化難點的破解成為改革創新的關鍵。因為多媒體本身的性質及優勢，能夠將無形的知識形象化，將無聲的知識生動化，充分的激發學生的參與意識，培養學生的參與意識。讓學生在學習中的主置充分的體現出來，有效緩解以往教學中的不足及缺陷，從而獲得良好的教學效率。

2.1 在物理課堂教學中，信息技術可作為顯示工具

在高中物理課程的教學過程中，教師經常會在黑板寫大量的板書，以便于學生記錄，這樣一來就會占用知識講解的時間，縮短教學開展的實際時長。不過假如教師省略這一環節，又會導致學生不重視的現象。在這種情況下，信息技術的應用恰好能夠作為顯示工具加以充分應用。從而有效的節約課堂時間，確保課堂教學效率的提升。

2.2 在物理課堂教學中，信息技術可作為演示工具

（1）信息技術可處理課堂可做的演示實驗。如果采取傳統的方式進行實驗的化，因為班級學生人數多，所以會有很多學生沒辦法觀察到。有些物理演示實驗只能體現結果，對其過程很難分步觀察與判斷。如果我們在教學時先做演示實驗，讓學生注意觀察，再通過多媒體技術，將實驗顯示在大屏幕上，既可以讓全體學生看清楚，又可以模擬控制實驗的速度，調整教與學的進度，使學生在教師與計算機的共同啟發下獲得知識，達到實驗學習的目標。同時，模擬物理實驗能讓學生抓住觀察對象的主要特征和變化過程，明確觀察對象產生變化的現象和條件，有助于培養學生的注意力。例如，學習楞次定律時，教師會演示楞次定律的阻礙過程，但實驗結果由于學生不能感觸到“阻礙”，對實驗結果很難理解，無論教師如何講解，仍有部分學生不能理解“阻礙”的含義。假如說在教學的過程中，物理教師能夠借助多媒體技術將“阻礙”這一概念進行形象化，以動畫的方式展現在學生面前，并生動直觀的展示出電流、電磁之間的作用關系，那么便可以更便于學生理解及掌握，學習效果也就自然有所保障。

（2）信息技術可處理課堂不可做的實驗。物理實驗中有一些實驗所展示的現象很小，難以看清，如“力可以使物體發生微小變形”是難以用具體語言描述清楚的，也難以讓學生信服，通過演示實驗可以達到一定的效果，但效果總不太理想，而利用多媒體的三維動畫功能能輕松解決此類問題。在講解過程，教師可以將制作的動畫展示給學生：在裝滿水的玻璃瓶上，塞上帶細玻璃管的橡膠塞，當用外力擠壓玻璃瓶時，細玻璃管中的水上升，既直觀又形象，能激發學生的興趣和達到令人滿意的課堂效果。

（3）信息技術引導可操作的學生實驗。物理學是一門建立在實驗基礎之上的科學。物理實驗是物理理論賴以產生和發展的基礎，是物理理論運用于生產實踐的橋梁和中介，所以物理實驗是教學過程中不可替代的。學生自己動手做實驗之前，教師可以通過多媒體進行指導注意事項，尤其是儀表的安全使用，然后實驗過程由學生自己動手完成。

（4）高中物理教學課堂中運用信息技術可以避免出現錯誤。在教學過程中使用信息技術輔助教學。信息技術具有強大的算數能力，對于一些物理計算，出錯的概率幾乎為零。計算機的精確性，可以加強教師講授課程的有效性。

3 增強學生的信息素養水平，讓學生更加牢固的把握現代化的學習途徑

在高中物理教學中充分的引進并應用多媒體技術，能夠培養學生自主學習意識，幫助學生養成良好的學習習慣，讓學生具備自主思考的能力。新的課程標準對于人才的衡量標準更加的趨于現代化，學生一定要具備信息獲取及處理的能力。而多媒體技術的應用能夠有效增強學生信息素養，讓學生更加牢固的把握現代化的學習方式。

總的來說，在當前的教育形勢下，將多媒體技術充分的應用到高中物理教學工作中，是十分重要的。不僅能夠調動學生對于物理這門課程的學習積極性，增強學生對于知識點的理解能力，并且能夠將難以理解的內容通過更加鮮明的方式展示出來，讓學生在理解知識的基礎上將其牢固把握。多媒體技術多特有的畫面，音頻等展示方式，能夠將物理現象形象的展示出來，有助于學生發散性思維的養成。因此，多媒體技術在高中物理教學中的應用對于高效課堂的實現具有重要的影響意義。

參考文獻

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關鍵詞：GIS設備；焊縫；渦流；帶電；檢測技術

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.034

GIS設備（Gas Insulated Switchgear）即氣體絕緣電氣組合設備，主要包括隔離開關、斷路器、接地開關、避雷器等設備，內部結構較為復雜，由于承受電壓較高，普遍內置SF6氣體，其外殼通常由鋁合金材料焊接制成。在設備運行使用過程中，焊縫處受過多種因素影響，可能出現裂縫影響設備的安全運行，此時就需要應用相應的檢測技術，對于設備筒體進行無損檢測。

1 渦流檢測技術概述

現階段，檢驗焊縫質量常用的無損探傷方法主要包括超聲檢測法、磁粉檢測法、射線檢測法以及渦流檢測法等。不同的檢測方法具有不同的應用要求和適用領域，就變電站GIS設備而言，受其現場環境、設備材質、設備運行工藝要求等因素限制，射線檢測法、磁粉檢測法以及滲透檢測法均不適用。對比多種檢測方法，渦流檢測法具有相應的應用優勢

（1）檢測原理。渦流檢測技術主要依靠電磁感應原理實現。當通有交流電的線圈附近有導體接近時，導體就會與線圈產生的交變磁場產生相應的電磁感應作用，并在導體中產生相應的感應電流，即渦流。導體受本身電導率、形狀、缺陷等影響因素變化影響，其感應電流也會產生相應的變化，利用此類變化現象進行導體性質判斷，就是渦流檢測技術。如導體表面存有裂紋，將會影響渦流場的分布和強度，進而引起線圈抗阻和感應電壓的變化，相關人員檢測這一變化，即可了解導體表面的裂紋情況。

（2）檢測探頭的選擇。渦流檢測技術對于探頭的要求相對較高，這是因為利用渦流技術進行裂紋檢測，主要適用于表面光滑的材質，針對GIS設備這種不可去表層漆層的材料，在實際裂紋檢測中，易出現一些干擾信號，影響檢測準確性。操作人員在選擇探頭時，應優先選擇正交橋式線圈探頭，合理調整工作頻率，增大裂紋信號和提離信號間的相位差，并相對抑制提離信號，從而提高檢測的準確性。

（3）研制對比試塊。對比試塊是指用于提高檢測結果準確度、調節渦流檢測設備靈敏度以及確定檢測驗收水平的元件。在制作對比試塊過程中，應保障試塊與被檢元件材質相同。就一般情況而言，常使用鋁合金材料制造對比試塊，操作人員還應注意試塊表層漆層以及相應的焊接材質，均應與實際設備元件相同。操作人員應利用電火花人工在對比試塊表面制造出相應的人工刻槽。如某變電站在運行工作過程中發現DIS設備筒體焊縫處出現表面裂縫若干，長度15.0mm～278.9mm不等。操作人員結合現場檢測實際需求，只做了四塊對比試塊，分別為母材刻槽對比試塊、焊縫橫向缺陷靈敏度刻槽對比試塊、焊縫熱影響區缺陷靈敏度刻槽對比試塊、以及焊縫縱向缺陷靈敏度刻槽對比試塊。四種對比試塊的人工刻槽規格均為0.5*1.0*2.0mm。

（4）波形分析。針對不同的對比試塊進行渦流檢測，可得其相應的波形圖，如圖一所示。對比不同波形圖的波形差異，即可得出相應的檢測結論。有波形圖分析可得，圖（a）中的缺陷波靈敏度在四塊試塊中最高，波形不具備寬度，與焊縫干擾角相差最大，約相差20°；由圖（b）、（c）分析可得，導體焊縫縱向缺陷及橫向缺陷，在焊波的影響下，其靈敏度有所降低，與母材相比降低2dB，波形具有一定寬度；在進行焊縫熱影響區相應的缺陷檢測時，操作人員除保障探頭與焊縫平行外，還需進行橫向掃查。受探頭尺寸影響，在實際檢測過程中，易遺漏焊縫邊緣處的缺陷；由圖（d）可得，熱影響區具有最低的檢測靈敏度，波形寬度最大，具有15.0°左右的相差角。如焊縫焊高大于2.50mm時，靈敏度再次降低4dB，波形變寬明顯。

（5）確定靈敏度。靈敏度調節相關工作，具體由操作人員控制探頭在對比試塊表面，通過掃查相應的人工刻槽完成，在掃查過程中，信號會隨著刻槽深度的不斷加深二增大。本組檢測中選用1.0mm深的人工刻槽，如將該刻槽信號增幅調整至滿屏高度約為50.0%。在實際檢測應用過程中，操作人員需結合現場GIS設備焊縫缺陷波和結構波的角度，以及通過渦流檢測得出的缺陷埋藏深度等因素，合理選擇檢測設備工作頻率，以增強檢測效果。操作人員在檢測過程中，應重點控制探頭依照可能出現裂紋缺陷的走向，進行探頭踢動，檢測方向移動關乎于檢測的可靠性。并且操作人員應充分考慮到線圈與缺陷夾角對檢測結果的而影響，在實際檢測過程中，進行45°角的掃查。

2 現場檢測

對比渦流檢測試驗，在實際現場應用過程中，利用正交橋式平探頭進行裂紋檢測，實際效果良好，可較為準確的檢測出設備筒體裂紋缺陷信息，具有較高的實際應用價值。

3 結語

綜上所述，GIS設備作為變電主要承壓設備，在實際運行工作過程中，如其設備筒體焊縫處出現裂紋缺陷，應優先選用渦流檢測技術進行檢測，以滿足設備實際檢測需求。在檢測過程中，操作人員應重點控制探頭選擇、波形分析等檢測環節，規范檢測操作，以提高檢測靈敏度，從而提高渦流檢測的準確度，保障后續工作的順利進行。

參考文獻：

[1]何喜梅，鄧大勇，閆斌等.變電站GIS設備筒體焊縫渦流檢測技術[C].//全球華人無損檢測高峰論壇論文集，2011.