岑浙表

(慈溪市逍林中學(xué),浙江慈溪 315321)

作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位無(wú)可替代,在學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中,其作用遠(yuǎn)強(qiáng)于多媒體課件的展示.一個(gè)有創(chuàng)新意義的好的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生提供更豐富的感性材料,能更深刻地理解知識(shí)的內(nèi)涵,從而更能激發(fā)學(xué)生探究物理知識(shí)的興趣和激情.

1 舊材新用

在實(shí)驗(yàn)室里,常有許多久置不用或者被淘汰下來(lái)的儀器設(shè)備.但是,相當(dāng)一部分可加以改造和利用,使這些裝置發(fā)揮余熱,舊材新用.

在講述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用時(shí),教材及一些參考資料中所例舉的演示實(shí)驗(yàn)例子其效果均不能令人滿意,只能勉強(qiáng)地定性說(shuō)明一些問(wèn)題,對(duì)知識(shí)魅力的展現(xiàn)起不到應(yīng)有的作用.我們可以充分挖掘現(xiàn)有器材設(shè)備的潛力,來(lái)很好地解決這個(gè)問(wèn)題.

把洛倫茲力演示儀內(nèi)的底座連同線圈整體取出,拆去射線管,就得到如圖1所示的裝置,它能提供一個(gè)空間足夠大的近似的勻強(qiáng)磁場(chǎng),而且,磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向可通過(guò)調(diào)節(jié)線圈電流的來(lái)改變.取一根長(zhǎng)約20 cm、直徑約為3 mm左右的小鋁棒,把表面仔細(xì)打磨干凈;用兩根長(zhǎng)約40 cm、直徑0.4 mm左右的銅漆包線連接懸掛,并組成如圖2所示的結(jié)構(gòu).

圖1

圖2

接下來(lái)我們便可以開(kāi)始精彩的實(shí)驗(yàn)和講解了.在這個(gè)大而開(kāi)放的空間里面.可以輕松地體驗(yàn)到磁場(chǎng)對(duì)電流的作用以及影響磁場(chǎng)力的因素.更可貴的是,可以用此裝置來(lái)進(jìn)行定量研究:當(dāng)不通電時(shí),測(cè)出標(biāo)尺與懸掛點(diǎn)的高度,記為h,通電偏轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)出沿標(biāo)尺方向的偏轉(zhuǎn)距離,記為 s,則F=(圖3).由此可見(jiàn),導(dǎo)體棒所受水平方向的安培力 F與s成正比,因此,可以通過(guò)控制變量,分別來(lái)得到通入導(dǎo)體的電流I發(fā)生變化時(shí)F與I的關(guān)系;改變導(dǎo)體棒的通電長(zhǎng)度(如圖4)時(shí)F與L的關(guān)系以及改變?nèi)χ须娏鲿r(shí)F與B的關(guān)系.該實(shí)驗(yàn)直觀明晰,操作性強(qiáng),教學(xué)效果顯著.

圖3

圖4

2 畫(huà)龍點(diǎn)睛

實(shí)驗(yàn)的成敗往往在于一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié),解決了這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,就會(huì)看到想象中的精彩.

圖5

在講述泊松亮斑的內(nèi)容時(shí),學(xué)生對(duì)課本介紹的內(nèi)容既好奇又迷惑,也懷疑中心亮斑的真實(shí)性,而此實(shí)驗(yàn)的演示對(duì)很多教師來(lái)說(shuō)顯得困難,效果不好,關(guān)鍵之處就是沒(méi)有一個(gè)理想的小而圓的障礙物.我們可以用大頭針蘸墨汁在凹透鏡中心點(diǎn)上一個(gè)很小的圓墨點(diǎn),然后,用一個(gè)普通的激光源垂直照射該點(diǎn),經(jīng)過(guò)精心調(diào)整,投射到白墻上,可以非常清晰地看到衍射圓條紋,中心亮點(diǎn)赫然入目(圖5).學(xué)生在興奮中領(lǐng)略了知識(shí)的魅力.

3 動(dòng)感活力

培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,是我們物理教學(xué)的重要一環(huán).通過(guò)動(dòng)手來(lái)體驗(yàn)成功;通過(guò)動(dòng)手來(lái)培養(yǎng)興趣;通過(guò)動(dòng)手來(lái)激發(fā)探究和創(chuàng)造能力.

下面是一套電動(dòng)機(jī)的模型裝置,每一個(gè)學(xué)生均有條件制作并獲得成功.

在一張泡沫板上相距5 cm平行固定兩個(gè)“M”形狀的金屬架(可用粗鋁線制作);準(zhǔn)備一條強(qiáng)磁體(市面上有售);用直徑約1.5 mm左右的銅漆包線制作一個(gè)3 cm×4 cm的線圈,匝數(shù)約為10匝,線圈要扎緊綁結(jié)實(shí),兩個(gè)引出端作為中心軸,把線圈平放,用刀刮去兩根引出端向上一面的絕緣漆,使該面能和兩個(gè)支架接觸良好.整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)如圖6所示,接通電源,用手輕撥線圈,在強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下通電線圈會(huì)快速的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái).我們可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)裝置的原理進(jìn)行分析和研究,并鼓勵(lì)他們進(jìn)行再設(shè)計(jì)和再創(chuàng)造,從而進(jìn)一步開(kāi)發(fā)他們的探究能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性,體驗(yàn)成功的快樂(lè).

圖6

4 余音繚繞

物理起源于生活,立足于實(shí)踐,學(xué)以致用,用而促學(xué).每一點(diǎn)物理知識(shí)、每一種物理情景所帶給我們的啟發(fā)總是那么余音繚繞,綿而不絕.

在講授磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用時(shí),講到如圖7的例子,當(dāng)電鍵S接通后,彈簧底端將會(huì)上下跳動(dòng).學(xué)生能理解其原理,但內(nèi)心很希望能有一個(gè)實(shí)物展示,而該實(shí)驗(yàn)很難做成功,教師往往一講了之.我們可以用這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)替代:一個(gè)普通的動(dòng)圈式小揚(yáng)聲器;1節(jié)干電池;2根導(dǎo)線.先剖析揚(yáng)聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理,然后連成如圖8電路,當(dāng)用一根導(dǎo)線緩慢地調(diào)整到一個(gè)剛好能接觸紙盆上的銅線時(shí)(注意電源的極性應(yīng)能使通電時(shí)紙盆向外推),揚(yáng)聲器就能發(fā)出持續(xù)的聲響,組成了一只最簡(jiǎn)單的門(mén)鈴.在學(xué)生深感意外時(shí)講解其發(fā)聲原理,揭示其實(shí)質(zhì).這時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出的響亮的聲音一定會(huì)在學(xué)生的耳邊久久回蕩.

圖7

圖8

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)的挖掘創(chuàng)新和精心演示,使學(xué)生領(lǐng)略了知識(shí)的魅力,在獲得知識(shí)的同時(shí)更激發(fā)了創(chuàng)造性思維,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)物理的興趣,加深了對(duì)物理知識(shí)探求的渴望.