曾小妮

(北京市垂楊柳中學 北京 100017)

關(guān)于楞次定律教學中的幾點改進

曾小妮

(北京市垂楊柳中學 北京 100017)

楞次定律“楞次定律”是高中物理電磁學部分的重要內(nèi)容，也是高中教學的難點．如何讓楞次定律的演示實驗更形象直觀，讓抽象晦澀的物理知識變得簡單明了，是我們每個教師一直努力的方向．筆者從實驗裝置的改進和規(guī)律獲得的途徑兩方面表達了一些看法．

磁場 磁通量 感應電流方向

由于楞次定律的教學過程中涉及到磁場的方向、磁通量的變化、線圈的繞向、電流的方向與指針偏轉(zhuǎn)關(guān)系等多種因素的關(guān)系，所以教師教起來繁瑣，學生學起來吃力．如何把多因素轉(zhuǎn)化成小因素，降低學生接受的難度；另外本節(jié)的規(guī)律比較隱蔽，且內(nèi)容抽象，如何引導學生設制合理的表格記錄現(xiàn)象，引導學生去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結(jié)規(guī)律也就顯得尤為重要．為此筆者針對這兩方面的問題從實驗裝置和探究規(guī)律方面提出了幾點改進建議，供大家參考與指正．

實驗裝置方面，實驗設計和操作中要注重實驗的直觀性，要有利于學生利用直覺思維進行有效教學．首先教材的實驗裝置中采用螺線管來判斷電流方向．對學生來說要發(fā)現(xiàn)螺線管線圈的繞向就比較困難，無形中增加本節(jié)課的難度．雖然教學中我們不必跟學生重點分析線圈的繞向，但繞向沒有弄清楚，會影響學生的思維，接受起來也特別吃力．如果改用如圖1所示的矩形線圈，那么線圈的繞向十分直觀，電流流向也一目了然．其次，教材中的實驗，要求實本節(jié)課的關(guān)系已經(jīng)夠復雜，學生要發(fā)現(xiàn)感應電流的方向，還必須通過指針的偏轉(zhuǎn)方向再進行一次思維轉(zhuǎn)換，大大增加了關(guān)系的復雜性．另一方面就課堂45 min來說，完成兩個實驗再來找規(guī)律，時間比較緊．若改用兩個反向并在矩形線框兩端的紅、綠發(fā)光二極管代替靈敏電流表(圖2)，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦阅芫湍芎苤庇^的發(fā)現(xiàn)線框中電流的走向．

圖1 矩形線圈

圖2 用發(fā)光二極管代替靈敏電流表

我們一般希望實驗器材的選擇要方便、取材要經(jīng)濟實惠，盡可能利用實驗室現(xiàn)有的器材．但上述裝置也存在一個問題：發(fā)光二極管中紅光的導通電壓最低，大概在1.7 V左右，而綠光的導通電壓大概在2.3 V左右，要產(chǎn)生這么大的感應電動勢，勢必導致要線圈的匝數(shù)要多，而且要利用強磁鐵．對于普通的中學，特別農(nóng)村的中學來說，尋找?guī)讉€強磁鐵恐怕不是一件容易的事．

筆者通過多次實驗發(fā)覺：如果預先在紅、綠兩個二極管中分別正向串入一節(jié)半新的小干電池，然后再并入線框兩端．在沒有感應電動勢產(chǎn)生時，兩個二極管都沒有發(fā)光．這樣通過串入的干電池到達補償普通線圈、普通磁鐵產(chǎn)生感應電動勢太低不夠使它們發(fā)光的目的．實驗原理圖如圖3所示．

圖3 實驗原理圖

對于尋找規(guī)律方面，關(guān)鍵是通過觀察實驗現(xiàn)象引導學生設制好表格，使學生能很快發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律．教師演示實驗的過程中引導學生觀察：條形磁鐵N極靠近線圈和遠離線圈時，兩二極管的發(fā)光情況，即回路中的電流走向，得出感應電流的方向與磁通量的增、減有關(guān)；接下來條形磁鐵S極靠近線圈和遠離線圈時，看回路中的電流走向，得出感應電流的方向還與原磁場的方向有關(guān)．從而引導學生設制如下表格(表1).

表1 尋找電磁感應規(guī)律

由于感應電流與原磁場不在同一直線上，要學生找它們之間的關(guān)系比較困難，可以設置問題引導學生思考：

(1)感應電流是否也要激發(fā)磁場,即感應磁場？得出感應磁場的方向；

(2)如果知道電流的磁場方向，能否判斷電流的方向？

把研究感應電流的方向與與原磁場的方向關(guān)系，轉(zhuǎn)化為研究感應磁場的方向與原磁場的關(guān)系，這樣實驗目的明確，再要求學生從表格中尋找感應電流的磁場方向與原磁場方向的規(guī)律就簡單了．

改進后的實驗裝置，操作起來方便、快捷，現(xiàn)象直觀，學生接受起來也容易，節(jié)省了實驗探究和演示的時間，學生有充足的時間去自主歸納總結(jié)規(guī)律和應用規(guī)律． 相信只要我們用心去思考，把問題盡可能的簡單直觀化,學生也就能愉快地接受新知識，物理的學習也就有了活力和引力．

2016-08-23)