朱成相

(陳集中學(xué),江蘇 阜寧 224411)

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-2(人教版)第4章第2節(jié)第 7頁“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”中的“做一做”欄目中有一題為“搖繩能發(fā)電嗎?”的探究性課后實(shí)驗(yàn),其內(nèi)容如下(如圖1):“把一條大約10 m長的電線兩端連在一個靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合電路.兩個學(xué)生迅速搖動電線,可以發(fā)電嗎?簡述你的理由.你認(rèn)為兩個學(xué)生沿哪個方向站立時,搖繩發(fā)電的可能性比較大?試一試.”本人以室外實(shí)測參考數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了該實(shí)驗(yàn).

圖1

1 實(shí)驗(yàn)器材

10～25 m的雙股軟導(dǎo)線(將雙股軟導(dǎo)線的端部絕緣層剝?nèi)ミB接在一起成為并聯(lián))、靈敏電流表(或數(shù)字式萬用表)、指南針.

2 實(shí)驗(yàn)步驟

(1)用指南針確定東西方向與南北方向.可以使實(shí)驗(yàn)時東西方向的現(xiàn)象與南北方向的現(xiàn)象的差異盡可能地大一些.

(2)課本中要求用約10 m長的電線兩端連在一個靈敏電流表的兩個接線柱上,可以搖動的長度約為4～5 m,如果搖動的長度為10 m,則導(dǎo)線的總長度可以取20～25 m,這樣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以更明顯.

(3)導(dǎo)線長25 m,搖動時兩個人的距離為10 m,被搖動的繩長約15 m,用 300 μ A靈敏電流表,導(dǎo)線沿東西方向,搖動時電流表指針左右擺動最大2～2.5格,且與搖動繩子的速度有關(guān).在導(dǎo)線沿南北方向搖動,電流表最大幅度略小于2格.搖動繩子速度基本相同的情況下,電流表指針擺動的情況與東西方向沒有明顯的差別.如果用數(shù)字式萬用表的直流200 mV擋測量,繩子沿東西方向搖動時最大值2.4 mV,南北方向最大值 1.9 mV.

(4)減小導(dǎo)線的長度,最短至1 m時仍可看到指針的擺動.

3 數(shù)據(jù)處理及驗(yàn)證

搖動繩子的速度約為每秒2圈,繩子轉(zhuǎn)動時的幅度約1～1.5 m,數(shù)字萬用表電壓擋的輸入阻抗很大,電壓讀數(shù)可認(rèn)為是電動勢.故可估算出地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)值很接近其平均值 5×10-5T.

地磁場的數(shù)據(jù)資料:地磁場的水平分量(在磁赤道處)為(3～4)×10-5T,地磁場的垂直分量(在南北磁極處)為(6～7)×10-5T,地磁場在地面附近的平均值5×10-5T.

4 結(jié)束語

教材在比較詳細(xì)地進(jìn)行了電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件的探究后,恰到好處地提出這樣一道題,特別還提出兩個學(xué)生站在哪個方向發(fā)電的可能性比較大的問題,貼近學(xué)生,容易引起他們的興趣,使學(xué)生在學(xué)完新知識的同時產(chǎn)生新的問題,帶著新的問題走出課堂,便于學(xué)生課后的自主探究,有利于學(xué)生課后的發(fā)展. (收稿日期:2009-12-05)