夏意蘭

（高要區(qū)第二中學(xué)，廣東 肇慶 526100）

電磁感應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究

夏意蘭

（高要區(qū)第二中學(xué)，廣東 肇慶 526100）

粵教版教材的電磁感應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)用靈敏電流表G表頭來驗(yàn)證電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，實(shí)驗(yàn)儀器多，操作較復(fù)雜，不能引導(dǎo)學(xué)生更深入理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了7個(gè)電磁感應(yīng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，可以明顯看到電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，并引導(dǎo)學(xué)生深入理解和思考磁生電的原理，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

電磁感應(yīng)；感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn)演示

電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁場(chǎng)理論中非常重要，但比較抽象的核心內(nèi)容，是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)?；浗贪娼滩牡碾姶鸥袘?yīng)演示實(shí)驗(yàn)是用靈敏電流表G表頭來驗(yàn)證電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，實(shí)驗(yàn)儀器多，電流表指針擺動(dòng)的角度非常小，演示效果差，不能引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行深入理解。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了7個(gè)簡單、直觀、明顯的實(shí)驗(yàn)，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，提高學(xué)生的注意力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)新知識(shí)的積極性和主動(dòng)性。

一、改進(jìn)電磁感應(yīng)裝置

1.實(shí)驗(yàn)器材

1個(gè)條形磁鐵，1個(gè)靈敏電流表G表頭，2根導(dǎo)線，1個(gè)直流放大器(Ua741CP集成塊)、1個(gè)線圈。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

先把靈敏電流表G表頭、直流放大器和線圈串聯(lián)，再把條形磁鐵的1個(gè)磁極向線圈中插入后從線圈中拔出或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針，記錄觀察到的現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖1所示。

圖1 改進(jìn)電磁感應(yīng)裝置圖

在原實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上串聯(lián)1個(gè)直流放大器，把弱電流放大，加大了電流表指針擺動(dòng)的角度，明顯提高了演示效果。

二、自制電磁感應(yīng)裝置

1.器材

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

先把線圈與紅色發(fā)光二極管串聯(lián)，再把永磁鐵快速插入線圈后從線圈中拔出或靜止地放在線圈中。觀察發(fā)光二極管，記錄觀察到的現(xiàn)象（注意二極管具有單向?qū)щ娦裕?/p>

3.實(shí)驗(yàn)裝置

自制電磁感應(yīng)裝置如圖2所示。

圖2 自制電磁感應(yīng)裝置圖

本實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，不僅為學(xué)生提供形象的直觀材料，還有效的吸引學(xué)生感官和思維的參與。對(duì)學(xué)生理解概念、掌握規(guī)律有重要作用。

三、創(chuàng)新電磁感應(yīng)裝置

1.器材

10米銅線，1個(gè)100毫升注射器的外管，1個(gè)發(fā)光二極管，10個(gè)超強(qiáng)磁鐵。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

將銅線繞在注射器的外管上，用導(dǎo)線將其與發(fā)光二極管連通，注射器管內(nèi)放有10個(gè)超強(qiáng)磁鐵，堵住管兩端，快速左右晃動(dòng)管內(nèi)的磁鐵，由于線圈的磁通量發(fā)生改變，就產(chǎn)生了感應(yīng)電流，使二極管發(fā)光。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，實(shí)驗(yàn)操作示意如圖4所示。

圖3 創(chuàng)新電磁感應(yīng)裝置圖

圖4 創(chuàng)新電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作示意圖

本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新不僅可增加學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，引發(fā)學(xué)生的思考。

四、渦流制動(dòng)裝置

1.實(shí)驗(yàn)器材

1個(gè)鋁板裝置，1張白紙，1塊材料（正面帶超強(qiáng)磁體而背面具有屏蔽磁性金屬）。

本文根據(jù)RBC的特點(diǎn)，提出了ANP和證據(jù)理論的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。將風(fēng)險(xiǎn)因素分為3個(gè)大類、11個(gè)小類，通過ANP分析風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重，充分考慮了風(fēng)險(xiǎn)因素之間的相互影響。通過計(jì)算折扣證據(jù)理論，在降低專家意見主觀性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)專家不同意見的有效融合。通過實(shí)例分析，驗(yàn)證了模型良好的適應(yīng)性，該評(píng)估模型亦可用于其他信號(hào)系統(tǒng)。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

先把鋁板裝置傾斜，然后放上白紙，分別讓帶超強(qiáng)磁體面和具有屏蔽磁性金屬面貼著白紙下滑，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

渦流制動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示。

圖5 渦流制動(dòng)裝置圖

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生探究欲望。使學(xué)生認(rèn)識(shí)、經(jīng)歷科學(xué)的研究歷程，領(lǐng)悟研究方法和過程，逐漸建立起研究意識(shí)。

五、電磁感應(yīng)裝置

1.實(shí)驗(yàn)器材

1個(gè)塑料方框，1個(gè)鋁制方框，1個(gè)鋁制鼠籠，1個(gè)電磁感應(yīng)裝置。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

分別將塑料方框，鋁制方框和鋁制鼠籠裝在電磁感應(yīng)裝置上，轉(zhuǎn)動(dòng)電磁感應(yīng)裝置，觀察現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示。

圖6 電磁感應(yīng)裝置圖

本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生積極參與，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

六、學(xué)生自制磁鐵“吸引”鋁制可口可樂罐轉(zhuǎn)動(dòng)（演示渦流實(shí)驗(yàn)）

1.實(shí)驗(yàn)器材

1個(gè)鋁制可口可樂罐，1個(gè)香皂底座，上面固定2根銅絲轉(zhuǎn)軸，1根水性筆筆桿，20塊高強(qiáng)度磁鐵，1小塊泡沫塑料，1個(gè)金屬按扣，少量萬能膠。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

首先在可口可樂罐的底面正中鉆一個(gè)小孔，即用錘子在可口可樂罐底部正中猛敲1只鐵釘1下，然后把金屬按扣用萬能膠粘在可口可樂罐上表面的正中，把可口可樂罐穿在轉(zhuǎn)軸上，作為轉(zhuǎn)軸的竹簽穿過可口可樂罐底面的小孔，尖端正好頂在金屬按扣的凹坑里，這樣可口可樂罐就能自由地在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。用小刀在泡沫塑料上開孔，把它穿到水性筆桿上。20塊磁鐵對(duì)著吸在泡沫的兩側(cè)，把筆桿穿在另一側(cè)的轉(zhuǎn)軸上。用手指捻動(dòng)筆桿，筆桿帶動(dòng)磁鐵快速轉(zhuǎn)動(dòng)，可口可樂罐也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)起來，好像被磁鐵吸引一樣，越轉(zhuǎn)越快。改變磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，可口可樂罐轉(zhuǎn)動(dòng)方向也隨之改變。

3.實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示。

圖7 演示渦流實(shí)驗(yàn)裝置圖

學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手制作儀器，同做教材設(shè)計(jì)的理想實(shí)驗(yàn)、教師提供成套儀器相比體會(huì)深刻，可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

七、體驗(yàn)感應(yīng)電流的產(chǎn)生

1.實(shí)驗(yàn)器材

2個(gè)1.5V電池，1個(gè)可拆變壓器，幾根導(dǎo)線。

2.實(shí)驗(yàn)操作方法

先把2個(gè)1.5V電池與1個(gè)可拆變壓器和8個(gè)學(xué)生手拉手串聯(lián)，讓同學(xué)們體驗(yàn)開關(guān)在斷開瞬間的感受。

3.實(shí)驗(yàn)操作示意

實(shí)驗(yàn)操作示意如圖8所示。

圖8 體驗(yàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的裝置圖

本實(shí)驗(yàn)學(xué)生在教師指導(dǎo)下參與，不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，還有利于學(xué)生科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)生加深理解和掌握物理規(guī)律，領(lǐng)略物理學(xué)的思想，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和精巧的設(shè)計(jì)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，提高了課堂教學(xué)的效率。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師與學(xué)生以及學(xué)生與學(xué)生進(jìn)行深入探究，充分體現(xiàn)“合作探究”教學(xué)模式，符合新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教育，要求學(xué)生了解科學(xué)知識(shí)，掌握基本的研究方法，崇尚科學(xué)精神，并逐步形成適應(yīng)個(gè)人和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)探究是一項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容，是一種學(xué)習(xí)方法，也是培養(yǎng)學(xué)生品質(zhì)與能力的重要環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方法。

[1]物理（選修3－2）（粵教版）[M]，2版.廣州：廣東教育出版社，2005.

[2]中華人民共和國教育部.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003年.

[3]馮克誠.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)與能力培養(yǎng)[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)出版社，2000年.

（責(zé)任編輯：張寶杰）

夏意蘭，女，廣東省肇慶市高要區(qū)第二中學(xué)，中學(xué)物理一級(jí)教師。