当雷击时，附近的磁罗盘针可能会对放电产生震动。在雷击前的静电积累不会导致指南针偏转，但只有在雷击真正击中指南针时才会发生。关于电压、电流和磁性，这种现象说明了什么?
正如电可以用来产生磁性一样，磁性也可以用来产生电。后一个过程称为电磁感应．设计一个简单的实验来探索电磁感应现象。
也许演示电磁感应最简单的方法是建立一个简单的电路，由线圈和一个灵敏的电表组成(在这个实验中首选的是一个数字表)，然后移动一个磁铁通过线圈。你应该注意到磁铁相对于线圈的位置随时间的变化，与仪表显示的电压或电流的量之间的直接关系。
许多学生错误地认为电磁感应可能发生在静态磁场。事实并非如此。在这个问题的“答案”部分中描述的简单实验装置足以消除这个神话，并阐明学生对这一原理的理解。顺便说一句，这项活动是让学生开始用微积分术语思考的一个好方法：将一个变量与随时间变化的速率另一个变量的。
一个大的音频扬声器可以用来演示电磁和电磁感应. 解释如何做到这一点。
我不会告诉你如何设置或做这个实验，但我会给你看一个典型的音频扬声器的例子:
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“音圈”附着在柔性扬声器锥体上，并可沿磁体长轴自由移动。磁铁是固定的，牢固地固定在扬声器的金属框架上，并位于音圈的中间。
这个实验最令人印象深刻的当一个物理上的大(即“低音扬声器”)扬声器被使用。
后续问题：确定扬声器中可能存在的一些故障点，这些故障点会妨碍扬声器正常工作。
由于并非每个人都能随时使用大型扬声器进行此类实验，因此在课堂上放置一个或两个“低音扬声器”可能有助于学生在此讨论阶段进行实验。任何时候你都可以鼓励学生在课堂上进行即兴实验，以探索基本原理，这是一件好事。
你认为如果有人轻轻地敲击其中一个扬声器的锥体会发生什么?另一个说话者会怎么做?从电磁力和电磁感应的角度解释发生了什么。
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你自己试试这个实验吧，用一根长电线把两个扬声器分开一段很长的距离。当别人轻拍对方的时候，倾听并感受对方的声音，然后互换角色。
这个实验不仅说明了电磁学和电磁感应的双重原理，还说明了建立一个简单的声能音频电话系统是多么容易。
强烈建议在教室里放置一对相同的“低音扬声器”用于本实验，以及一条较长的双线电缆（一条旧的延长线可以很好地用于此目的，使用鳄鱼夹“跳线”进行连接）。
画出电流通过直导线和线圈所产生的磁场图样:
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用the来解释你的答案右手尺(常规流)或左手尺(电子流)。
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在你的学生的研究中，他们将会遇到一个“右手法则”和一个“左手法则”来联系电流和磁场方向。这两个规则之间的区别取决于文本是使用“常规流”标记法还是“电子流”标记法来表示电荷在导体中的移动。可悲的是，电流的两个“标准”概念的普遍存在，已经不必要地混淆了电学中的另一个概念。
工程师和物理学家在绘制直线载流导线产生的磁场图时，通常使用以下符号：
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解释圆圈和圆点和圆圈和十字符号的意思，参照右手尺．
圆圈和圆点表示磁通量矢量从纸上指向你。带叉的圆圈表示磁通量矢量从你到纸上。把这些想象成带有点(点)的箭头和箭串(叉)的图像。
作为这个问题的后续，您可能希望以不同的角度绘制载流导线，并且电流以不同的方向移动，作为练习题，让您的学生绘制相应的箭头点和尾巴。
1820年，法国物理学家安德烈·玛丽·安佩尔（AndréMarie Ampère）发现，两条平行的电流导线要么相互吸引，要么相互排斥，这取决于两条电流的流向。设计一个实验来重现Ampère的结果，并确定电流产生吸引力和排斥力的方向。
我不会在这里指出答案，因为这个问题的全部目的是激励你设计和操作一个实验。让事实本身给你答案吧！
这个实验非常值得在与学生讨论时进行。有几种方法可以证明电磁效应，就像安普尔在1820年所做的那样。比较你们学生的不同实验方法会很有趣。
你应该鼓励学生养成的习惯之一是通过实验来发现或确认原则。虽然研究他人的发现是获取知识的有效方式，但初级研究（即直接实验）的回报更大，结果更具权威性。
你可能想在这里提到的另一点是解决问题的技巧改变这个问题. 而不是设想两个直平行的线，想象一下这些线被弯曲形成两条平行的线线圈. 现在，右手法则适用于确定磁极性，吸引力与排斥的问题更容易回答。
一个永久磁铁是一种不需要电源就能保持磁场的装置。虽然我们很多人都经历过永磁体的磁力效应，但很少有人能描述出是什么原因永磁。用你自己的话解释永久磁性的原因。
用于移动废铁和废钢的起重机使用电动磁铁来固定金属件，而不是铲子或其他机械抓取装置：
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在这张起重机的插图中，叠加一张图来显示工作所必需的电磁铁、电源和线路。还包括一个开关，以便起重机操作员可以打开和关闭磁铁。同时，绘制同一电路的电气原理图，显示起重机磁铁电路中的所有部件。
这是我的示意图:
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我将让你在起重机上画这个电路的图示。你的答案应该有一条线索线圈嵌入在电磁铁组件中，靠近操作员的开关符号，电源的电池符号，以及向电磁铁线圈输送电流和从电磁铁线圈输送电流的电线。
这个问题的主要目的是让学生将电路和电磁学的原理与实际应用联系起来，并展示起重机中的电线路径如何不像原理图中整齐、干净的布局。
一个电磁阀使用来自电磁铁线圈的磁性来驱动气门机构:
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本质上，这是一个电控开关阀。然而，在这种阀门的开发过程中，设计工程师发现，电磁线圈产生的磁力不足以实现每次可靠的阀门驱动。这种电磁阀设计中可以改变什么以产生更大的驱动力？
这里有几种增加磁场强度的方法：通过线圈传递更大的电流，在线圈中使用更多的线圈匝数，或者使用更好或更大的磁芯材料来增强磁场强度。这些不是增加铁电枢上磁场作用产生的机械力的唯一方法，但它们可能是最直接的方法。
后续问题:假设这个阀门没有像电磁线圈通电时应该的那样打开。确定这类故障的一些可能原因。
这里的基本问题是，“什么因素会影响电磁产生的磁场强度？”研究线圈尺寸、铁芯材料、电流水平等的影响很容易。在这个问题中，学生需要做的是应用这些技术都适用于这个真实场景。
请务必花时间与学生讨论后续问题，考虑非电气故障和电气故障的可能性。
一个线圈是由许多线圈组成的。这些回路虽然是沿着环形路径走的，但可以认为它们是相互平行的。我们知道，当两根平行的导线携带电流时，这两根导线之间就会产生机械力(如André Marie Ampère著名的实验)。
当电流通过线圈时，线圈间的作用力是使线圈压缩还是使其伸长?解释你的答案。
当电流通过线圈时，线圈会趋向于压缩。
有挑战性的问题:如果线圈交替通过它的是电流而不是直流电?线圈会压缩，延伸，还是做一些完全不同的事情?
像这样的问题要求学生想象一种现象的“弯曲”版本，用直线来定义(Ampére的实验)。当然，有些学生会比其他人更难想象这些。对于那些在这种形式的解决问题中挣扎的人，花一些时间讨论解决问题(可视化)的技巧，以帮助那些发现这很难做到的人。其他学生在分析问题时，是否发现某一特定的图画、素描或类比有用?
关于交流电的挑战问题是一种“把戏”问题。“不假思索”的答案是，在交流电中，会有一种改变方向的力:一个半周期的斥力，然后是下一个半周期的引力。你可能会发现学生在这个评估上有分歧，一些人认为会有交替的力量，而另一些人认为力量会一直保持在同一个方向。有一个肯定的方法来证明谁是正确的:用交流电源你自己看看(直的，平行的电线会很好地工作)!
哪一个磁体运动通过导线将产生最大的电压表指示:垂直，平行，或根本没有运动?
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