阮傳志??
“互感”和“自感”現(xiàn)象概念相對比較抽象,盡管它們在電工技術和電子技術中有廣泛的應用,但學生對相關知識的了解卻很有限,對教材(人教版高中物理選修3-2)中提到的一些應用實例如“收音機”、“自感電動勢燒蝕開關”等知識知之甚少,為了加強學生的感性認識,將抽象的概念具體化,體現(xiàn)從“從生活走向物理,從物理走向生活”的教學理念,筆者設計了兩個課堂演示實驗,它們操作簡單,現(xiàn)象明顯,說理清楚,趣味性強,對課堂教學能起到很好的輔助作用,茲介紹如下.
演示實驗 一:“互感”現(xiàn)象的應用——制作簡單的收音機
為了介紹“互感”現(xiàn)象的應用,教材例舉了“收音機”的例子,如圖1所示為教材的插圖,很明顯這個例子及其所配的插圖存在以下不足:首先是插圖的可視性差,學生難以抓住觀察重點;再者是“收音機”這種電子產品,遠離學生生活,學生知道有這個東西,但使用少,相對陌生;還有就是即便手邊有收音機,有打開看看的好奇心和“研究能力”的“熊孩子”越來越少,這一不足,可以通過設計、制作、使用如下的演示實驗來彌補.
【器材】:大線圈一個(500~1000匝);小線圈一個(約100匝);軟鐵棒一根(粗細能插入小線圈);有源音箱(帶原配信號線一根)一個;導線四根.
【制作】:1.將有源音箱的信號線在中間位置裁成兩段,取前半段,在剪裁端剖出兩根芯線,分別與小線圈的兩接線柱相接(使小線圈能連接耳機插孔).
2.將有源音箱的信號線裁下的后半段,在剪裁端剖出兩根芯線,分別接大線圈的兩接線柱(即大線圈與音箱組成一個回路).
3.組裝、連接如圖2所示.
【操作】1.將電腦(或MP3、手機等)放出音樂;
2.將信號線插頭插入電腦(或MP3等)的耳機接口(即將小線圈接聲源).
3.將大線圈(通過后半段信號線)接入有源音箱的音頻接口,并打開音箱電源;
4.并將小線圈插入大線圈中,音箱開始播放電腦(或MP3、手機等)音樂,這就是個簡單的收音機.
5.調節(jié)音量旋鈕,將音量調到合適.
【闡釋的問題】:一個線圈的電流變化時,它所產生的變化磁場會在另一個線圈中產生感應電動勢.利用“互感”現(xiàn)象,可以將能量傳遞到另一個線圈,因此在電工技術和電子技術中有廣泛的應用.
演示實驗二:“自感”現(xiàn)象的危害——斷開開關
電火花點燃小火炬:為介紹“自感”現(xiàn)象的危害,教材例舉了“自感電動勢燒蝕開關”的例子,如圖3所示為教材的插圖,顯然它也有明顯的不足之處:一是真實實驗有困難(不少學校的實驗室不具備實驗條件,高級中學很少有學校配備工程技術類實驗器材.),二是實際的實驗操作有一定危險性,所以模擬實驗是最理想的解決之策.
【器材】:線圈一個(約1000匝),導線6根,開關一個,小燈泡(額定電壓2.5 V)一個,電池盒一個,干電池4~6節(jié),鑷子一把,脫脂棉少許,打火機油少許.
【制作】:1.如圖4所示,將線圈、小燈泡、開關串聯(lián).
2.將電源接入電路.
【操作】:1.閉合開關,小燈泡發(fā)光,顯示電路完好.
2.手持線圈與小燈泡間的導線,松動導線與線圈的接線柱,做連續(xù)通斷的動作,模擬開關通斷,觀察接線柱處有電火花放出.
3.用攝子取少量脫脂棉,滴上少許打火機油,做成小火炬,靠近連續(xù)通斷的接線柱處.
4.重復操作步驟2,電火花將小火炬點燃.
【闡釋的問題】:
1.在變壓器、電動機等設備中有匝數(shù)很多的線圈,當電路開關斷開時會產生很大的自感電動勢,使得開關中的金屬片之間產生電火花,燒蝕接觸點,甚至引起人身傷害.
2.提醒學生在易燃易爆的環(huán)境的環(huán)境中,正確用電,合理避險,如遇室內燃氣泄漏,應立即打開門窗通風,迅速離開現(xiàn)場,切勿動任何電器開關!
以上兩個演示實驗,都是根據(jù)相關知識,針對教學內容設計,可以彌補教材不足,活躍課堂氣氛,引起學生學習興趣,效果震憾,體驗真切,說理清楚,激發(fā)探究精神,感悟實驗真諦.當然,如果能將其設計成學生實驗,讓學生動腦、動手,教學效果可能會更好一些.