Teaching Faraday’s law of electromagnetic induction in an introductory physics course

Galili, Igal; Kaplan, Dov; Lehavi, Yaron

doi:10.1119/1.2180283

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“…Tilley presents an example featuring a wide flux variation through the circuit but no induced electromotive force is produced. The author states that this example shows that Faraday's "flux rule" has exceptions as already shown in the examples proposed by Feynman [2] (p. [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17].…”

Section: Previous Researchmentioning

confidence: 62%

Addressing students’ difficulties with Faraday’s law: A guided problem solving approach

Zuza

Almudi

Leniz

et al. 2014

Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res.

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In traditional teaching, the fundamental concepts of electromagnetic induction are usually quickly analyzed, spending most of the time solving problems in a more or less rote manner. However, physics education research has shown that the fundamental concepts of the electromagnetic induction theory are barely understood by students. This article proposes an interactive teaching sequence introducing the topic of electromagnetic induction. The sequence has been designed based on contributions from physics education research. Particular attention is paid to the relationship between experimental findings (macroscopic level) and theoretical interpretation (microscopic level). An example of the activities that have been designed will also be presented, describing the implementation context and the corresponding findings. Since implementing the sequence, a considerable number of students have a more satisfactory grasp of the electromagnetic induction explicative model. However, difficulties are manifested in aspects that require a multilevel explanation, referring to deep structures where the system description is better defined.

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Section: Previous Researchmentioning

confidence: 62%

Addressing students’ difficulties with Faraday’s law: A guided problem solving approach

Zuza

Almudi

Leniz

et al. 2014

Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res.

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“…La mayoría de ellos utiliza la ley de Faraday de una forma acrítica y sin ningún significado físico (Meng Thong y Gungstone, 2008;Saarelainen et al, 2007;Venturini y Albe, 2002). -Cuando aplican la ley de Faraday, la gran mayoría de los estudiantes tiende a confundir el área del circuito con el área de integración, o dicho de otra manera, con el «área barrida» por el conductor cuando se mueve a través de una región donde existe un campo magnético estacionario (Zuza et al, 2012b;Galili et al, 2006). -Muchos estudiantes tienden a explicar la IEM utilizando el modelo de campo, incluso en las situaciones en las que el razonamiento basado en la fuerza de Lorentz facilita considerablemente el análisis de la IEM.…”

Section: Investigaciones Previas Acerca De Las Concepciones De Los Esunclassified

Aprendizaje de la teoría de inducción electromagnética en cursos universitarios de física general. Una enseñanza por resolución guiada de problemas

2016

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Este estudio describe el diseño, implementación y efectividad de una secuencia de enseñanza sobre inducción electromagnética (IEM) para primer curso de grados de ciencias e ingeniería. Dicha secuencia ha sido diseñada teniendo en cuenta diversos aspectos tales como: los intereses, actitudes y valores de los estudiantes y los estándares del currículo; los resultados de los estudios empíricos sobre concepciones y razonamientos de los estudiantes, y, también, las contribuciones relativas a cómo se aprende y se enseña en el ámbito de las ciencias. La evaluación de la secuencia se ha realizado de forma «interna», comparando los resultados obtenidos por el grupo «experimental» de estudiantes antes y después de implementar la secuencia; también de manera «externa», comparando los resultados de ese grupo con uno de control. Los resultados obtenidos en el grupo experimental indican que la aplicación de la secuencia diseñada ha contribuido a la mejor comprensión de algunas ideas clave de la IEM.

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“…Una explicación cualitativa y rigurosa puede encontrarse en el artículo de Layton y Simon [18] que muestra la necesidad de considerar la superficie de integración como la superficie barrida por el circuito móvil en un intervalo de tiempo. Esta dificultad en el análisis de la variación de la superficie que atraviesa el flujo magnético en la ley de Faraday también ha sido analizada en otros trabajos de investigación, mostrando que en aquellas situaciones donde una parte del circuito es móvil es necesario considerar la variación delárea barrida por este movimiento al aplicar la ley de Faraday [19,20].…”

Section: Comprensión De Los Estudiantes De La Ley De Faraday En Fenómunclassified

Dificultades de los estudiantes universitarios en el aprendizaje de la inducción electromagnética

Guisasola

Almudí

Zuza

2010

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Este trabajo trata de las concepciones de los estudiantes de primer y tercer curso de universidad sobre la teoría de inducción electromagnética. En esta investigación analizamos la parte de la física correspondiente a la ley de Faraday de la inducción electromagnética dentro de la física clásica. La pregunta de investigación que ha orientado el trabajo es: ¿cuáles son las concepciones y formas de razonamiento de los estudiantes universitarios de ciencias e ingeniería sobre la inducción electromagnética? Hemos encontrado que muy pocos estudiantes son capaces de explicar dichos fenómenos de acuerdo con el modelo de la física clásica tanto en términos de campo (nivel macroscópico), como en términos de las acciones ejercidas por el campo (nivel microscópico). Palavras-clave: inducción electromagnética, dificultades de aprendizaje, educación universitaria.The work presented deals with the ideas of first-year Engineering students and third year Physics students about the theory of electromagnetic induction (EI). In this investigation we analyse that part of the theory of EI relating to Faraday's law which comes within the basic analysis of induction phenomena for introductory physics courses within classical physics. In this work, the following research question arise: what conceptions and forms of reasoning do university science and engineering students use in explanations of electromagnetic induction phenomena? We found that very few students are able to distinguish between macroscopic levels described in terms of fields and microscopic levels described in terms of the actions of fields.

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Teaching Faraday’s law of electromagnetic induction in an introductory physics course

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Addressing students’ difficulties with Faraday’s law: A guided problem solving approach

Addressing students’ difficulties with Faraday’s law: A guided problem solving approach

Aprendizaje de la teoría de inducción electromagnética en cursos universitarios de física general. Una enseñanza por resolución guiada de problemas

Dificultades de los estudiantes universitarios en el aprendizaje de la inducción electromagnética

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