吳 瑤

（貴州省銅仁市銅仁一中 貴州銅仁 554300）

在高中物理安培力的實驗教學中，主要涉及兩項實驗內(nèi)容，其一為電流大小I與安培力F之間的關(guān)系，其二為導(dǎo)線長度l與安培力F之間的關(guān)系，兩個定性實驗的結(jié)論過于籠統(tǒng)，無法對安培力有關(guān)的因素進行精確的探究，并且與安培力相關(guān)的計算公式也無法在安培力實驗中探索，學生在接觸與F相關(guān)的因素中，無法準確獲取實驗結(jié)論，進而導(dǎo)致學生無法通過實驗結(jié)論獲取關(guān)于安培力大小的計算公式，如此便失去了安培力實驗的目的。[1]

一、定量探究F-I之間的關(guān)系

若想探究定量F-I之間的關(guān)系，首先即要將磁鐵受到的安培力反作用力進行轉(zhuǎn)換，使其能夠演化為導(dǎo)線圈，并在受到磁場安培力作用的同時轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向力。電子秤通過此過程能夠切實將安培力F的大小呈現(xiàn)，最終獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)。實驗的主要目的為探究F與I之間的關(guān)系，但此類關(guān)系除上述手段外無法切實產(chǎn)生變更，應(yīng)結(jié)合實際展開分析。獲取I的實驗步驟如下：首先選定n，如將n設(shè)置為60圈的線圈，將n置于實驗流程中，根據(jù)改變I的大小確定具體數(shù)據(jù)。獲取兩項數(shù)據(jù)后，可通過表格獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)的分析，隨后將具體數(shù)據(jù)采用控制變量法與描點繪圖法體現(xiàn)出來，制作成折線圖，較為切實地將二者之間的關(guān)系以能夠直觀觀察到的方式表現(xiàn)于實驗過程中，最終獲取實驗成果。學生于實驗操作過程中常出現(xiàn)部分問題，如計算錯誤、數(shù)據(jù)收集出現(xiàn)問題等，應(yīng)著重針對此方向問題對學生進行引導(dǎo)，使其能夠正確操作。除此以外，表格收集工作中可引導(dǎo)學生使用計算機技術(shù)，如EXCEL表格等。[2]

二、定量探究F－I之間的關(guān)系

若想通過定量研究總結(jié)出安培力F與導(dǎo)線長度l的關(guān)系，就必須將導(dǎo)線長度進行量化，針對此方面，教師通過更換線圈匝數(shù)的導(dǎo)線圈的方式，對變量l進行調(diào)節(jié)，如此將有效實現(xiàn)量化的目的。在進行導(dǎo)線圈的選擇期間，教師可采用20，40，60，80，120匝共5組導(dǎo)線圈。與此同時，教師應(yīng)著重關(guān)注導(dǎo)線圈的寬度，使其能夠統(tǒng)一保持在3cm，通過以上條件，最終的實驗有效長度將為0.6.1.2.1.8.2.4m，并且5組的導(dǎo)線圈長度皆存在差異性，在教師完成更換導(dǎo)線圈的環(huán)節(jié)后，可實現(xiàn)導(dǎo)線長度的改變，在最后的繪制F－l函數(shù)圖像期間，教師可選定B＝43T，I＝0.8A，θ＝90°，將I的大小進行改變可有效獲取到最終的實驗結(jié)論。

如圖所示

三、定量探究F-B函數(shù)關(guān)系的實驗

定量探究F-B函數(shù)關(guān)系的實驗應(yīng)首先由量化磁感應(yīng)強度展開，量化磁感應(yīng)強度的單位為B，定量探究的目的即為更改此變量，使變量作為實驗探究目的中的重要單位之一。就實驗整體步驟展開分析，此類步驟的出現(xiàn)對于實際過程而言具有較為重要的意義，可保障定量探究目的完成。因此，應(yīng)切實將平行磁鐵作為改變磁場大小的主要手段引導(dǎo)學生展開實驗，原理為平行磁鐵之間的磁場為勻強磁場，改變磁鐵間距離即可有效達到改變磁場大小的目的。

繼續(xù)進行實驗，完成改變距離影響B(tài)大小的實驗步驟后，應(yīng)切實根據(jù)實際數(shù)據(jù)繪制函數(shù)圖像，此過程中應(yīng)注意學生對于相關(guān)知識的掌握程度，繪制過程中是否出現(xiàn)問題。正確的繪制過程結(jié)束后，可得出F∝B，若結(jié)論不正確應(yīng)展開檢查，保障結(jié)論正確。隨后繼續(xù)試驗，與上文同樣展開n的選定工作，即將n設(shè)定為60圈，I=0.23A，實驗中改變B的大小得出對應(yīng)數(shù)據(jù)并記錄。記錄過程中應(yīng)保障數(shù)據(jù)準確，不要出現(xiàn)誤記、漏記現(xiàn)象。

最終，試驗結(jié)束前應(yīng)獲得三類定量，最后根據(jù)定量的大小獲得對應(yīng)數(shù)據(jù)，即F∝B，F(xiàn)∝1。根據(jù)兩式得出F∝BIl的結(jié)論。至此，試驗結(jié)束。針對實驗數(shù)據(jù)展開分析可發(fā)現(xiàn)各類參數(shù)間的關(guān)系，如BIl的乘積于誤差范圍內(nèi)等于F、BI于垂直前提下安培力大小的計算公式（F=BIl）。關(guān)于實驗過程中傳感器方面的作用，應(yīng)注意其在實驗中起到的實際價值。本次實驗中主要應(yīng)用力傳感器、磁場強度傳感器。實驗中應(yīng)用傳感器的實驗為探究影響安培力大小因素實驗，實驗前，需將傳感器調(diào)零，以免影響數(shù)據(jù)準確性。

四、定量探究F-θ之間的關(guān)系

若想針對實際情況展開分析，首先需通過旋轉(zhuǎn)勻強磁場的手段展開實驗，且需量化對應(yīng)數(shù)據(jù)，繪制F-θ的正弦函數(shù)關(guān)系。實驗中應(yīng)引導(dǎo)學生繪制函數(shù)圖像，進而選定n。本次實驗中的n參數(shù)與上述試驗不同，將n選定為40圈，I=0.4A，通過改變θ大小得出實驗數(shù)據(jù)。隨后根據(jù)量化后的實際數(shù)據(jù)利用EXCEL圖表實現(xiàn)記錄功能。

實驗結(jié)束后應(yīng)針對本次試驗展開討論。針對F-θ之間關(guān)系展開分析，教師可向?qū)W生提出問題，如為何本次試驗誤差較大、安培力計算公式是否存在差異等。學生圍繞此類問題展開分析與討論，最終發(fā)現(xiàn)問題的答案。教師可于討論過程中不斷引導(dǎo)學生，使學生發(fā)現(xiàn)勻強磁場與平行磁鐵的差異，最終根據(jù)此類差異尋求實際數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實際過程中，勻強磁場與平行磁鐵的差異使平行磁鐵無法實現(xiàn)同等作用，一旦出現(xiàn)對應(yīng)狀況，將會造成部分問題。使導(dǎo)線圈靠近磁鐵，從而導(dǎo)致誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)。但針對正弦函數(shù)而言，其并不會受到影響，因此，實際過程中誤差較常出現(xiàn)，但正弦函數(shù)與安培力計算公式不受影響。

結(jié)語

綜上所述，希望能夠通過此模式的物理實驗，使現(xiàn)代高中生能夠通過此實驗過程提高自身學習物理知識的興趣，實現(xiàn)自身物理能力上的提高，使物理實驗探究的價值能夠得到充分發(fā)揮。