课堂上，老师做了如图甲所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来．（1）实验现象说明______有力的作用．（2）图乙将通电直导线换成了通电线圈．绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（把线头两端的漆刮去半边，两端刮去的漆在同侧）．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够______，因此这一部位就相当于电动机中的______（填某一部件的名称）．（3）图丙是直流电动机模型，上述部件在直流电动机中改变的是______（选填序号）．A．只改变线圈中的电流方向B．线圈和外部电路中的电流方向都能改变C．只改变外部电路中的电流方向．
觴揺鲎泊枏
（1）图甲所示的实验现象说明：磁场对电流有力的作用．故答案为：磁场对电流（2）在线圈引出线的两端进行刮漆处理，是为了改变线圈中的电流方向，使线圈在磁场中受力持续转动；它的作用就相当于电动机中的换向器．故答案为：持续转动；换向器（3）换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向．故选A
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通电直导线在磁场中受到力的作用；换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去．
本题考点：
直流电动机的原理；直流电动机的构造和工作过程．
考点点评：
此题主要考查的是①电动机的工作原理--通电直导线在磁场中受到力的作用；②换向器在电动机中的作用--当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向．
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第9章第1讲 电磁感应现象 楞次定律
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第9章第1讲 电磁感应现象 楞次定律
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3秒自动关闭窗口冯·克利钦与量子霍耳效应
日 14:28&&&&来源：多播网&&&&关注度(974)
1985年诺贝尔物理学奖授予德国斯图加特固体研究马克斯&普朗克研究所的冯&克利钦，以表彰他发现了量子霍耳效应。何为霍尔效应？霍耳效应是 1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应。他在长方形导体薄片上通以电流，沿电流的垂直方向加磁场，发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电势差。后来这个效应广泛应用于半导体研究。一百年过去了。1980年，一种新的霍耳效应又被发现。这就是德国物理学家冯&克利钦从金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）发现的量子霍耳效应。他在硅MOSFET管上加两个电极，把MOSFET管放到强磁场和深低温下，证明霍耳电阻随栅压变化的曲线上出现一系列平台，与平台相应的霍耳电阻等于RH＝h/i&e2，其中i是正整数1，2，3，&&。这一发现是20世纪以来凝聚态物理学、各门新技术（包括低温、超导、真空、半导体工艺、强磁场等）综合发展以及冯&克利钦创造性的研究工作所取得的重要成果。从20世纪50年代起，由于晶体管工业的兴盛，半导体表面研究成了热门课题，半导体物理学中兴起了一个崭新领域&&二维电子系统。1957年，施里弗提出反型层理论，认为如果与半导体表面垂直的电场足够强，就可以在表面附近出现与体内导电类型相反的反型层。由于反型层中的电子被限制在很窄的势阱里，与表面垂直的电子运动状态应是量子化的，形成一系列独立能级，而与表面平行的电子运动不受拘束。这就是所谓的二维电子系统。当处于低温状态时，垂直方向的能态取最低值&&基态。由于半导体工艺的发展，60年代初出现了平面型硅器件，用SiO2覆盖硅表面制成了硅MOSFET管，为研究反型层的性能提供了理想器件。改变MOSFET的栅极电压可以控制反型层中的电子浓度。1966年，美国 IBM公司的福勒、方复、霍华德与斯泰尔斯用实验证实了施里弗的理论预见。他们把P型硅作为衬底的MOSFET放在强磁场中，在深低温下测源极与漏极之间的电导。改变栅压VG，测出的电导呈周期性变化，有力地证实了二维电子系统的存在。这个实验激起了物理学家的浓厚兴趣，使二维电子系统成了国际上普遍重视的研究对象。70年代中期，日本东京大学年轻的物理学家安藤恒也和他的老师植村泰忠从理论上系统地研究了二维电子系统在强磁场中的输运现象，对二维电子系统的霍耳效应作了理论分析。与此同时，世界上有好几个机构在进行有关二维电子系统的实验工作，其中尤以冯&克利钦所在的维尔茨堡大学最为积极。冯&克利钦的发现历程克劳斯&冯&克利钦1943年生于德国波森省（今波兰施洛达），1945年起随家人在各地迁徙，后定居于德国。冯&克利钦大学期间利用假期到联邦技术物理研究所的半导体实验室做学生工，在那里他认识了著名的物理学家兰德威尔教授。冯&克利钦在工作中丰富了实践经验，开拓了视野，并且对精密测量的重要性有了很透彻的认识，因为联邦技术物理研究所实际上是负责精密计量标准的科研机构。1969年，冯&克利钦在凯斯勒教授的指导下完成了题为&用光衰减法测量锑化铟中的载流子寿命&的硕士论文。接着跟随兰德威尔教授到维尔茨堡大学物理研究所，在兰德威尔指导下当博士研究生。兰德威尔安排他研究强磁场和液氦温度下处于量子极限的Te单晶的输运特性。在这项研究中冯&克利钦发现了所谓的&磁致不纯效应&。1972年冯&克利钦以优异成绩得博士学位，并留在维尔茨堡大学，当兰德威尔教授的研究助手。兰德威尔教授专门从事半导体输运特性的研究，是联邦德国开展二维电子系统研究的先驱。他们跟西门子公司的研究组有密切联系，而西门子公司在硅MOSFET管的制作上有丰富经验，可以为他们提供高质量的产品以供试验。1976年维尔茨堡大学又新添置了超导磁体，磁场可达14.6T，为精密测量霍耳电阻作好了物质准备。冯&克利钦早在当学生工时就熟悉了强磁场技术，不过那时用的是脉冲式强磁铁，采用高压电容放电，铜线圈用液氮冷却，冯&克利钦曾对线圈进行过校准。在研究二维电子系统的过程中，冯&克利钦和他的合作者恩格勒特，以及研究生爱伯特（G.Ebert）都曾在霍耳电阻随栅极电压变化的曲线上观察到平台。日本人川路绅治也报导过类似的现象。在1978年中已有多起文献记载了这一特性，当时并没有引起人们的重视，只有冯&克利钦敏锐地注意到并作了坚持不懈的研究。他发现 MOSFET的霍耳电阻按 h/e2的分数量子化是在 日凌晨。那时他正在法国格勒诺勃的强磁场实验室里测量各种样品的霍耳电阻。这个实验室是马克斯&普朗克固体研究所与法国国家研究中心（CNRS）联合建设的，1978年由兰德威尔教授担任实验室主任。恩格勒特随他一起来到格勒诺勃，从事二维电子系统的研究。1979年秋，冯&克利钦也来参加。他们拥有一台强达 25 T的磁场设备，比别的地方强得多，得到的霍耳平台也显著得多。他们测量的所有样品都显示有同样的特征，i=4的平台霍耳电阻都等于6450欧姆，正好是 h/4e2。这个值与材料的具体性质无关，只决定于基本物理常数h与e。对于这件事，冯&克利钦自己曾说过：&量子霍耳效应的真谛并不在于发现霍耳电阻曲线上有平台，这种平台在我的硕士生爱伯特1978年硕士论文时已发现，只是那时我们不了解平台产生的原因，也没有给出理论解释。我们那时只认为材料中的缺陷严重地影响了霍耳效应。这些结果已经公开发表，大家也都知道，并且大家都能重复。量子霍耳效应的根本发现是这些平台高度是精确地固定的，它们是不以材料、器件的尺寸而转移的，它们只是由基本物理常数h和e来确定的。&他还表示：&通过测量大量的不同样品，才第一次可能认识这样一种特殊的规律，而这种平凡重复的测量简直弄得我们感到乏味，我们反复变化样品，变化载流子浓度，将磁场从零扫描到最大&&终于我们发现了这样的特殊规律，所以这一结果的取得是长时间努力工作的结果，这些测量的曲线无时不在我的脑子里盘旋着，反复思考着。&(责任编辑：chunchun)
文章来源：教学设计：2.1感应电流的方向（泉州市公开周）
教学设计：2.1感应电流的方向
授课者：晋江平山中学 杨清泉
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地& 点：物理实验室（一）
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【教学目标】
1、知识与技能：
（1）理解楞次定律的内容。
（2）能初步应用楞次定律判定感应电流方向。
（3）理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
2、过程与方法
（1）通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律
（2）通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。
3、情感态度与价值观
（1）使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
（2）培养学生的空间想象能力。
（3）让学生参与问题的解决，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神。培养学生观察能力、思维能力和类比归纳能力提高学生对物理学习的动机和兴趣。
【教学重点】应用楞次定律（判感应电流的方向）
【教学难点】理解楞次定律（“阻碍”的含义）
【教学方法】多媒体辅助教学、实验法、探究法、讨论法、归纳法
【教具准备】灵敏电流计，线圈(外面有明显的绕线标志)，导线若干，U型磁铁，干电池、开关、滑动变阻器、楞次定律演示器、条形磁铁
【课时安排】1课时
【设计思路】创设问题情境→学生讨论、猜想→设计实验→分组探究实验（书P22-23）→分析实验现象→归纳得出楞次定律→例题讲解→课堂巩固→知识迁移→课后巩固、提升
【教学过程】
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