◇　四川　馮德宣

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“磁場對電流的作用左手定則”實驗教學(xué)分析

◇四川馮德宣

學(xué)生在學(xué)習(xí)左手定則前,對于電流周圍磁感線的分布有了初步了解,但具體到磁場這一概念,卻因空間想象力不足而普遍存在理解上的障礙,這對于左手定則的學(xué)習(xí)造成了很大困擾．因此,通過實驗觀察,讓學(xué)生直觀感受磁場對電流的作用,對于學(xué)生深刻了解和掌握電磁方面的物理知識有著很大的幫助．

1教學(xué)目標(biāo)分析

2“磁場對電流的作用左手定則”實驗教學(xué)設(shè)計

2.1情境設(shè)計

課堂一開始,教師可以給學(xué)生演示“銅磨”實驗,同時提出以下問題:“是哪種神秘的力量導(dǎo)致了銅磨的運動?”當(dāng)學(xué)生看到銅磨動起來后,必然會對這一奇異的現(xiàn)象產(chǎn)生極大的興趣,此時教師在一旁層層設(shè)問,并適時地予以引導(dǎo)及啟示,再借助類比、邏輯推理等方法對實驗現(xiàn)象進行推測、探討,就能讓學(xué)生直觀認(rèn)識到磁場力是真實存在的,并體會到磁場對電流產(chǎn)生力的作用的表現(xiàn)．

2.2探究活動設(shè)計

1) 演示“銅磨”實驗．在演示“銅磨”實驗時,嘗試變換磁場或電流的方向,并觀察銅磨運動方向的改變,讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律．教師可以提出以下問題:“磁場力的方向取決于哪些因素?”學(xué)生通過觀察教師的演示實驗,能夠初步總結(jié)出磁場力方向與磁場及電流的方向之間存在的關(guān)系．

2) 演示通電導(dǎo)線在磁場中運動的實驗．將2塊磁鐵的S極和N極相對放置,得到一個相對均勻的水平磁場,然后將一根導(dǎo)線以垂直磁場的方向放置,觀察導(dǎo)線通電后有無運動、如何運動,再將導(dǎo)線以非垂直方向放置,再觀察導(dǎo)線通電后的運動情況．通過實驗發(fā)現(xiàn),2次通電后導(dǎo)線均垂直向上跳起,故此可以得出以下結(jié)論:不管導(dǎo)線如何放置,導(dǎo)線運動的方向(即磁場力方向)始終垂直于磁場及導(dǎo)線所在的平面．

3) 學(xué)生實驗．為了進一步弄清磁場力方向與磁感線、電流方向之間的關(guān)系,教師可以將學(xué)生分成若干實驗小組,讓學(xué)生親自動手實驗,在實驗過程中自主探究問題的答案．教師首先給學(xué)生示范科學(xué)的實驗記錄方法,讓學(xué)生在觀察現(xiàn)象之后,以平面圖的形式準(zhǔn)確記錄實驗條件及結(jié)果,留待以后分析．

4) 三維建模．學(xué)生進行多次實驗后,可以結(jié)合實驗結(jié)果,借助“三維插件”來模擬磁場、電流、磁場力三者之間的空間關(guān)系．教師可以讓每個小組展示自己得出的空間關(guān)系模型,并將磁場力的方向朝上放置;各實驗小組的學(xué)生通過比較各自的插件模型后不難發(fā)現(xiàn),只要略作轉(zhuǎn)移,每個插件模型中色桿的方向都是相同的,進而得到以下結(jié)論:磁場力、電流、磁場三者的方向具有特定的空間關(guān)系．

5) 肢體模擬．學(xué)生利用肢體語言來表現(xiàn)磁場力、電流、磁場方向之間的關(guān)系,在肢體模仿的過程中加深自身的理解和記憶．活動的進行是開放性的,學(xué)生不應(yīng)局限于課本中描述的方法,可以用任何自己想到的方式,比如通過拇指、食指、中指等進行描述;最后,當(dāng)學(xué)生對“左手定則”中的空間關(guān)系有一個透徹的了解后,再按照課本中指定的方法來描述,并將這一方法確定為今后運用“左手定則”的標(biāo)準(zhǔn)方法．

通過以上探究環(huán)節(jié),完成了一系列遞進式的活動項目,在觀察、實驗、記錄、建模、模擬的過程中,讓學(xué)生對“左手定則”有了一個循序漸進的認(rèn)識過程．實驗最初,學(xué)生先是認(rèn)識到磁場力、電流、磁場方向之間存在關(guān)系,進而發(fā)現(xiàn)磁場力方向始終與電流、磁場方向所在的平面相垂直,最后揭示出三者之間具有特定的空間關(guān)系．整個探究過程實際上是一個從直觀感知逐漸深入至抽象建模的學(xué)習(xí)過程,對于激發(fā)學(xué)生想象力、培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力有很大的幫助．

綜上所述,“磁場對電流的作用左手定則”是高中物理教學(xué)的重點和難點,具有承前啟后的重要作用,因此,在學(xué)習(xí)本節(jié)課知識時,教師要巧妙地設(shè)計實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié),在自主探究的過程中引導(dǎo)學(xué)生一步步揭示“左手定則”的奧秘,在教學(xué)過程中確立學(xué)生課堂主人公的地位,進而激發(fā)其物理探究熱情,培養(yǎng)良好的實驗素養(yǎng)．

(作者單位：四川省南江縣南江中學(xué))

知識和技能:認(rèn)識到磁場對電流之間存在力的作用;知道磁場力的作用方向總是與電流和磁場所在的平面相垂直;掌握左手定則,知道如何用左手定則來判定磁場對電流產(chǎn)生作用力的方向．

過程和方法:觀察現(xiàn)象得出結(jié)論,知道磁場對電流有力的作用;認(rèn)真做好觀察、記錄,積極參與歸納討論,感受科學(xué)的實驗探究過程．

情感和態(tài)度:聯(lián)系生活實際,知道磁場力的現(xiàn)實用途(電機、電磁彈射器等),進而深刻認(rèn)識到科學(xué)知識對人類社會發(fā)展的巨大推動作用．