不妨“錯”上一回

何文思

一、問題提出

在高三第一輪復習中，每節課的知識點多、容量大，大部分情況下都得由教師理清解題思路，列出多種解題方法，一節課下來，學生很少有時間提出自己的問題．愛因斯坦曾經說過：“提出問題比解決問題更重要，因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已．而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創造性的想像力，而且標志著科學的真正進步”．在課堂教學中，如何讓學生提出更多的問題，從而培養學生的創新能力?一次在講解一道電磁感應題時，筆者故意“錯”上一回，引起學生激烈的質疑．營造出師生共同探討的氛圍，課堂氣氛異常活躍，因而獲得良好的收效．

題目如圖1所示，水平放置的兩條光滑導軌上有可以自由移動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是()．

A．向右加速運動

B．向左加速運動

C．向右減速運動

D．向左減速運動

教師分析：由圖1可知當金屬棒PQ向右加速運動時，PQ切割磁感應線產生電流增大．使線圈L₂上激發的磁場增強，從而使穿過線圈L₁的磁通量變大，由楞次定律可知，線圈L₁的回路通過金屬棒MN向右運動將阻礙原磁通量的增大，故選A；同理B也正確，所以選擇AB選項．

同學們還有其他方法來分析這道題目嗎?

二、學生討論

1．正向步步分析法：如果金屬棒PQ向右加速運動，用右手定則判定線圈L₂上產生逆時針的電流，由于電流增大，線圈L₂內部磁感應線方向向上，再由楞次定律進一步判定：線圈L₁上感應電流的方向為順時針方向，最后運用左手定則可判定金屬棒MN受力方向向左，棒MN應向左運動，則A錯B正確；同理可知C正確D錯．故應選BC選項．

2．逆向步步分析法：當MN在磁場力的作用下向有運動時，運用左手定則可以判定線圈L₁上有逆時針的電流，由安培定則判定線圈L₁內的磁感應線方向向下．如果線圈L₂內部磁感應線方向向下，則線圈L₂內電流方向為順時針方向．由右手定則可判定金屬棒PQ向有運動且做減速運動，故C正確；同理，如果線圈L₂內部磁感應線方向向上，則金屬棒PQ向左運動且做加速運動，故B也正確，所以正確答案為BC．

3．逆向推導法：由圖1可知當金屬棒MN，在磁場力的作用下向右運動，MN與線圈L₁構成的回路的磁通量有減少的趨勢，由楞次定律可知，線圈L₂上電流產生的磁場必增強，即線圈L₂上的電流勢必變大,則金屬棒PQ向右或向左加速即可，故應選AB．

三、問題質疑

1．誰是誰非?

老師是從楞次定律出發進行分析：當閉合電路的磁通量增大時，通過減少閉合電路的面積將阻礙原磁通量的變化，此方法可謂簡潔．學生的步步分析法是推理細致，在運用右手定則、安培定則、楞次定律和左手定則的基礎上．分步分析，每一步都合情合理．答案是唯一的，誰是誰非，問題癥結又在哪兒?

2．建立新模型，為什么每種方法都很靈驗?

如果金屬棒MN與導軌所在平面垂直于紙面的話(如圖2所示)，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是向右加速運動或向左加速運動，上述任一種方法答案結果卻完全一致，金屬棒MN都是向右運動，這又是為什么?

3．重新再認識楞次定律

楞次定律的內容表述為：感應電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化．理解的關鍵是“原”字，當原磁場的磁感應強度變化時，可以通過改變閉合電路的面積，從而阻礙原磁場磁通量的變化．圖l中金屬棒MN向右運動時，原磁場不是線圈L₁回路上感應電流的磁場，而是指線圈L₂上電流產生的磁場，在螺線管外此磁場的磁感應強度方向與金屬棒MN和導軌所在平面平行．及棒MN的運動并沒有阻礙線圈L₁閉合回路的原磁場磁通量的改變，實質是因為外加磁場對金屬棒MN上的電流有力的作用，而使之運動．所以說，選AB選項為答案的方法是不正確的．當金屬棒PQ向右加速運動時，PQ切割磁感應線產生電流增大，使線圈L₂上激發的磁場增強，由楞次定律可知，線圈L₁有沿徑向縮小的效果而阻礙原磁場磁通量的變化．

4．這種情況下又該如何判斷？

如果金屬棒MN與導軌所在平面垂直于紙面，并外加垂直該導軌平面的磁場B，如圖3所示，則當PQ在外力的作用下運動時，金屬棒MN運動情況將怎樣?此時我們應綜合線圈L₂。上感應電流的“原”磁場和外磁場B的共同作用來判定金屬棒MN的運動狀態，但感應電流的磁場必然促使金屬棒MN將阻礙原磁通量的變化．例如，當金屬棒PQ向有加速運動時，由楞次定律直接判定線圈L₂上感應電流的磁場對棒MN有向右方向的作用力，而利用步步分析法判定外磁場B對棒MN作用力方向向左，所以棒MN的運動方向將由兩者合力方向決定．

四、啟示

課堂上教師不妨“錯”上一回，不僅可以激活學生的思維，而且可以拉近師生間的距離。增強課堂師生對話與交流．即使教師分析問題真的錯上一回，學生在課堂中即時捕捉到并及時指出，教師要善于傾聽．敢于糾正自己的錯誤，樂于與學生積極探討錯因，有利于培養學生分析研究和解決問題的能力、探索能力和創造精神，對全面提高學生的綜合素質有著重要的作用．