如何解決《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中的兩個(gè)難點(diǎn)

《電工基礎(chǔ)》是維修電工專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，它直接影響后面專業(yè)課程。電工基礎(chǔ)課電工基礎(chǔ)的特點(diǎn)是：概念多，電量、電參量的單位比較繁雜，特別是概念、定理、定律和計(jì)算等許多地方相似且相近，學(xué)生容易混淆，增加了學(xué)習(xí)難度。其次，《電工基礎(chǔ)》定量討論多，給學(xué)生解題、分析和計(jì)算帶來一定的難度。下面，就我在教學(xué)中的體會，談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、 電位的計(jì)算、基爾霍夫第二定律的定量分析

電動勢時(shí)而取正，時(shí)而取負(fù)，計(jì)算時(shí)學(xué)生無所適從。這就要求我們在教學(xué)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生的解題思路、解題步驟和解題方法。通過對問題的綜合分析和計(jì)算，使學(xué)生弄清條件。在一定條件下，注意問題的演變，使學(xué)生區(qū)分問題的性質(zhì)。計(jì)算電位的基本步驟是：第一，選定零電位（可任意指定）；第二，選擇路徑。從該點(diǎn)出發(fā)，通過一定的路徑繞到零電位點(diǎn)，該點(diǎn)的電位就等于此路徑上的全部電壓和電動勢的代數(shù)和，路徑可任意選擇；第三，確定正負(fù)。分為電壓的正負(fù)、電動勢的正負(fù)。電壓的正負(fù)根據(jù)電阻上電流方向來確定：電流進(jìn)入電阻的一端是正極，而流出的一端負(fù)極。電動勢的正負(fù)即正極電位高于負(fù)極電位。步驟一、二雖是必要，但比較簡單，只要強(qiáng)調(diào)電位的計(jì)算與路徑的選擇無關(guān)。第三步則是困難所在，為了使學(xué)生比較容易掌握電位的計(jì)算。首先明確兩點(diǎn)：（1）電阻上的電壓的正負(fù)根據(jù)電流方向與路徑方向確定：路徑方向與電流方向相同取正、反之取負(fù)。（2）電源電動勢的正負(fù)根據(jù)電動勢方向（負(fù)極指向正極）與路徑方向確定：路徑方向與電動勢方向相同取負(fù)，反之取正。然后通過例題，按求解步驟求出各點(diǎn)電位。思路清晰，重點(diǎn)突出，先闡述歸納，再講解驗(yàn)證并加以鞏固，使學(xué)生順利地通過電位計(jì)算這一關(guān)。

第三章第二節(jié)運(yùn)用基爾霍夫第二定律解題時(shí)電壓和電動勢的正負(fù)確定方法：第一，首先選定各支路電流的正方向。第二，任意選定沿回路的繞行方向。第三，若通過電阻的電流方向與繞行方向一致，則電阻上的電壓取正；反之取負(fù)。第四，電動勢方向與繞行方向一致時(shí)，則該電動勢取正；反之取負(fù)。問題就在電動勢正負(fù)判斷上。電位計(jì)算這一章，電動勢與電徑方向一致時(shí)取負(fù)，反之取正。從字面上分析，似乎是自相矛盾的，這時(shí)學(xué)生感到迷惑不解，在這類問題上很容易出錯(cuò)，越錯(cuò)越?jīng)]信心，這就需要我們幫助學(xué)生認(rèn)清問題的實(shí)質(zhì)，說明這兩點(diǎn)并不是自相矛盾的。這樣，學(xué)生心中的疑團(tuán)自然而然就解開了。避免了教材中電動勢正負(fù)取值的混亂，條理清楚，重點(diǎn)突出，再出幾道練習(xí)題，增強(qiáng)記憶，加深理解，效果會更好。

二、 運(yùn)用楞次定律判斷感生電動勢的方向，也是學(xué)生較難掌握容易出錯(cuò)的地方

在教學(xué)中有三點(diǎn)應(yīng)引起注意：（1）電磁現(xiàn)象學(xué)生以前的物理課曾接觸過，學(xué)生易于產(chǎn)生輕視或厭煩，但本教材的要求不同，有一定的難度。（2）物理概念多，比較抽象。（3）內(nèi)容層層深入，難點(diǎn)多，錯(cuò)綜復(fù)雜。針對這種情況，首先提醒學(xué)生們從思想上重視這一章，引用幾個(gè)問題引起學(xué)生的關(guān)注。充分利用掛圖、模型和演示實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生對基本概念、基本定律和法則的理解。例如對三個(gè)重要物理量的理解，磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度，它們都是反映磁場強(qiáng)弱的，磁通Φ只是定性分析，定量討論是磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場強(qiáng)度H。考慮到學(xué)生的接受能力，首先以磁力線的概念引出磁通，然后以磁通密度的概念導(dǎo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度，為了討論方便才引入一個(gè)與磁導(dǎo)率無關(guān)的磁場強(qiáng)度。Φ是指垂直穿過某一個(gè)面上磁力線總數(shù)，描述的是磁場在空間某個(gè)面上分布的情況；B是垂直穿過單位面積磁力線總數(shù)，描述的是磁場中各點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱和方向。H也是反映磁場強(qiáng)弱的矢量，但H與鐵磁材料無關(guān)，只決定線圈匝數(shù)和勵磁電流，它是反映外磁場強(qiáng)弱的物理量，而B它決定于H和μ，即它反映外磁場強(qiáng)弱，又反映鐵磁材料磁化后對于磁場加強(qiáng)的程度。三者之間的換算關(guān)系，B=Φ/S，B=μH。為了使學(xué)生更易于接受這三個(gè)物理量，要注意加強(qiáng)對各物理量意義和相互關(guān)系的正確理解，并注意它們之間的換算關(guān)系。

楞次定律及其應(yīng)用也是本章的難點(diǎn)，學(xué)習(xí)中要分清情況，善于總結(jié)。運(yùn)用楞次定律判斷感生電動勢的方向有三種方法：（1）直接運(yùn)用楞次定律，分三步：A.首先確定原磁通的方向及其變化的趨勢（是增加還是減少）。B，如果原有磁通的趨勢是增加，則感生磁通與原有磁通方向相反；反之，原有磁通的變化趨勢是減少，則感生磁通與原有磁通方向相同。C，根據(jù)感生電流的方向，應(yīng)用安培定律判斷出線圈中感應(yīng)電動勢或感生電流方向。（2）判斷互感電動勢的方向，應(yīng)用公式e=-△i/△t，設(shè)定參考方向，當(dāng)電流增大時(shí)，電流變化率△i/△t＞0 ，互感電動勢為負(fù)值，表明實(shí)際方向與參考方向相反;當(dāng)電流減小時(shí)，電流變化率△i/△t＜0，互感電動勢為正值，表明實(shí)際方向與參考方向相同。⑶利用同名端。這三種方法中，學(xué)生首先接觸的是第一種直接運(yùn)用楞次定律，但遇到較復(fù)雜的題型，有時(shí)磁通增加，有時(shí)減少，是相反還是相同，再用右手定則，學(xué)生很難掌握容易出錯(cuò)。教材上對直接運(yùn)用楞次定律判斷電動勢方向做了重點(diǎn)介紹，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)這一節(jié)的難度。第三種利用同名端的方法，雖然簡單，但書本上不可能都給畫出變壓器的繞行方向。第二種方法是分析互感現(xiàn)象提出的，仔細(xì)分析一下，自感現(xiàn)象也適用，磁鐵插入螺旋線圈也適用。所以，把第二種方法引申為：應(yīng)用公式e=-△Φ/△t，設(shè)定參考方向，當(dāng)磁通變化量增大時(shí)，即△Φ/△t＞0，感生電動勢為負(fù)值，表明實(shí)際方向與參考方向相反;當(dāng)磁通變化量減少時(shí)，即△Φ/△t＜0，感應(yīng)電動勢為正值，表明實(shí)際方向與參考方向相同。

由于△Φ/△t增加，所以感生電動勢的實(shí)際方向與參考方向相反。在教學(xué)中，楞次定律必須牢牢掌握。判斷電動勢方向以第二種方法為主，讓學(xué)生牢記⑴e=-△Φ/△T，⑵參考方向。避免磁通方向亂畫，思路混亂，做完了也不敢肯定自己是對是錯(cuò)的現(xiàn)象。以使本章的難點(diǎn)不難，為后面的內(nèi)容打下基礎(chǔ)。