高中物理規律實驗方法探討

張林玉+艾國雄

在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的物理規律叫做實驗規律，物理學中的大多數規律都是實驗規律。在物理規律的教學過程中，不僅要讓學生掌握規律本身，還要對規律的建立過程、研究問題的科學方法進行深入了解，更重要的是如何應用規律來解決具體問題。教學不同的物理規律，由于其本身特點的不同，應該采取不同的教學方法。下面談談物理實驗規律的教學方法。

一、探究實驗法

探究實驗法就是根據某些物理規律的特點，設計實驗，讓學生通過自己做實驗，總結出有關的物理規律。

教師通過教學設計可以逐步引導學生進行思維加工。例如，在楞次定律的教學中，可以通過教師提問，學生觀察、總結逐步找出規律，認識物理實質。

預設問題：條形磁鐵插入或抽出線圈時，線圈中的感應電流的方向怎樣判斷？若磁場加強，導體棒不動，感應電流的方向又怎樣判斷呢？

實驗探究：

（1）科學猜想。首先猜想感應電流的方向與哪些因素有關：

①原磁場的方向？

②原磁場的運動方向？

③原磁場的磁通量的變化？

然后猜想：通過什么方法研究感應電流的方向與其中某因素存在怎樣的關系呢？

（2）設計實驗。其實驗目的是研究感應電流的方向與原磁場的方向和原磁場的磁通量變化之間的關系。

①設計如圖所示的實驗：

②選擇怎樣的實驗方案？

③需觀察、記錄什么？

然后仔細觀察并記錄感應電流的方向、原磁場的方向及原磁場的磁通量的變化方向。

（3）實驗方案。確定靈敏電流計指針偏轉與通入感應電流方向的關系，用一節干電池分別判定電流計左偏時左右的正負情況，右偏時左右的正負情況。

歸納總結：

利用楞次定律判斷感應電流方向的一般步驟：（若磁場加強，導棒不動，感應電流的方向的判斷）

①確定原磁場的方向。

②判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況。

③根據楞次定律確定感應電流磁場方向（增反減同）。

④根據右手螺旋定則判斷感應電流的方向。

二、演示實驗法

并不是所有的實驗都適合中學生進行自主探究，教師通過演示實驗總結物理規律也是一種重要方法。教師通過精心設計的演示實驗，引導學生觀察，根據實驗現象，師生共同分析、歸納，總結出有關的物理規律。中學物理的演示實驗，往往帶有定性或半定量的特點，是具有很強的模擬性質的實驗，要求演示實驗應使全班學生都能看清楚，一是看清儀器，二是看清現象。實驗的現象或數據顯示要盡量做到清晰、直觀。如帶電粒子在勻強磁場中的運動的教學，可以通過觀察洛倫茲力演示儀的實驗現象，總結出帶電粒子在勻強磁場中的運動規律。

1.引入新課。帶電粒子在勻強磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么垂直射入勻強磁場中的帶電粒子在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運動方向。那么粒子的運動徑跡又是怎樣的呢？

2.講授新課。首先讓學生觀察洛倫茲力演示儀，并介紹其顯示原理，即電子速度的大小和磁感應強度可以分別通過電子槍的加速電壓和線圈的勵磁電流來進行調節的原理。然后進行一系列的實驗觀察：

（1）不加磁場時，引導學生觀察電子束的徑跡。學生觀察到沒有磁場時，電子束的徑跡是直線。

（2）給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產生沿兩線圈中心連線方向、由紙內指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。學生觀察到外加勻強磁場時，電子的徑跡是圓形。通過提問引導學生討論：

①帶電粒子在什么條件下做圓周運動？（帶電粒子垂直射入磁場）

②是一種什么性質的圓周運動？（勻速圓周運動）

③為什么是勻速圓周運動？（因為帶電粒子受到一個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的洛倫茲力）

總之，物理實驗規律是物理學中的重點內容，教學中教師一定要依據具體的教學環境，采取有效的實驗教學方法，讓學生體驗物理規律的建立過程，加深對物理規律內涵的理解，并能運用物理規律解決具體問題。 （作者單位：江西省永豐中學）endprint

在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的物理規律叫做實驗規律，物理學中的大多數規律都是實驗規律。在物理規律的教學過程中，不僅要讓學生掌握規律本身，還要對規律的建立過程、研究問題的科學方法進行深入了解，更重要的是如何應用規律來解決具體問題。教學不同的物理規律，由于其本身特點的不同，應該采取不同的教學方法。下面談談物理實驗規律的教學方法。

一、探究實驗法

探究實驗法就是根據某些物理規律的特點，設計實驗，讓學生通過自己做實驗，總結出有關的物理規律。

教師通過教學設計可以逐步引導學生進行思維加工。例如，在楞次定律的教學中，可以通過教師提問，學生觀察、總結逐步找出規律，認識物理實質。

預設問題：條形磁鐵插入或抽出線圈時，線圈中的感應電流的方向怎樣判斷？若磁場加強，導體棒不動，感應電流的方向又怎樣判斷呢？

實驗探究：

（1）科學猜想。首先猜想感應電流的方向與哪些因素有關：

①原磁場的方向？

②原磁場的運動方向？

③原磁場的磁通量的變化？

然后猜想：通過什么方法研究感應電流的方向與其中某因素存在怎樣的關系呢？

（2）設計實驗。其實驗目的是研究感應電流的方向與原磁場的方向和原磁場的磁通量變化之間的關系。

①設計如圖所示的實驗：

②選擇怎樣的實驗方案？

③需觀察、記錄什么？

然后仔細觀察并記錄感應電流的方向、原磁場的方向及原磁場的磁通量的變化方向。

（3）實驗方案。確定靈敏電流計指針偏轉與通入感應電流方向的關系，用一節干電池分別判定電流計左偏時左右的正負情況，右偏時左右的正負情況。

歸納總結：

利用楞次定律判斷感應電流方向的一般步驟：（若磁場加強，導棒不動，感應電流的方向的判斷）

①確定原磁場的方向。

②判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況。

③根據楞次定律確定感應電流磁場方向（增反減同）。

④根據右手螺旋定則判斷感應電流的方向。

二、演示實驗法

并不是所有的實驗都適合中學生進行自主探究，教師通過演示實驗總結物理規律也是一種重要方法。教師通過精心設計的演示實驗，引導學生觀察，根據實驗現象，師生共同分析、歸納，總結出有關的物理規律。中學物理的演示實驗，往往帶有定性或半定量的特點，是具有很強的模擬性質的實驗，要求演示實驗應使全班學生都能看清楚，一是看清儀器，二是看清現象。實驗的現象或數據顯示要盡量做到清晰、直觀。如帶電粒子在勻強磁場中的運動的教學，可以通過觀察洛倫茲力演示儀的實驗現象，總結出帶電粒子在勻強磁場中的運動規律。

1.引入新課。帶電粒子在勻強磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么垂直射入勻強磁場中的帶電粒子在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運動方向。那么粒子的運動徑跡又是怎樣的呢？

2.講授新課。首先讓學生觀察洛倫茲力演示儀，并介紹其顯示原理，即電子速度的大小和磁感應強度可以分別通過電子槍的加速電壓和線圈的勵磁電流來進行調節的原理。然后進行一系列的實驗觀察：

（1）不加磁場時，引導學生觀察電子束的徑跡。學生觀察到沒有磁場時，電子束的徑跡是直線。

（2）給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產生沿兩線圈中心連線方向、由紙內指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。學生觀察到外加勻強磁場時，電子的徑跡是圓形。通過提問引導學生討論：

①帶電粒子在什么條件下做圓周運動？（帶電粒子垂直射入磁場）

②是一種什么性質的圓周運動？（勻速圓周運動）

③為什么是勻速圓周運動？（因為帶電粒子受到一個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的洛倫茲力）

總之，物理實驗規律是物理學中的重點內容，教學中教師一定要依據具體的教學環境，采取有效的實驗教學方法，讓學生體驗物理規律的建立過程，加深對物理規律內涵的理解，并能運用物理規律解決具體問題。 （作者單位：江西省永豐中學）endprint

在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的物理規律叫做實驗規律，物理學中的大多數規律都是實驗規律。在物理規律的教學過程中，不僅要讓學生掌握規律本身，還要對規律的建立過程、研究問題的科學方法進行深入了解，更重要的是如何應用規律來解決具體問題。教學不同的物理規律，由于其本身特點的不同，應該采取不同的教學方法。下面談談物理實驗規律的教學方法。

一、探究實驗法

探究實驗法就是根據某些物理規律的特點，設計實驗，讓學生通過自己做實驗，總結出有關的物理規律。

教師通過教學設計可以逐步引導學生進行思維加工。例如，在楞次定律的教學中，可以通過教師提問，學生觀察、總結逐步找出規律，認識物理實質。

預設問題：條形磁鐵插入或抽出線圈時，線圈中的感應電流的方向怎樣判斷？若磁場加強，導體棒不動，感應電流的方向又怎樣判斷呢？

實驗探究：

（1）科學猜想。首先猜想感應電流的方向與哪些因素有關：

①原磁場的方向？

②原磁場的運動方向？

③原磁場的磁通量的變化？

然后猜想：通過什么方法研究感應電流的方向與其中某因素存在怎樣的關系呢？

（2）設計實驗。其實驗目的是研究感應電流的方向與原磁場的方向和原磁場的磁通量變化之間的關系。

①設計如圖所示的實驗：

②選擇怎樣的實驗方案？

③需觀察、記錄什么？

然后仔細觀察并記錄感應電流的方向、原磁場的方向及原磁場的磁通量的變化方向。

（3）實驗方案。確定靈敏電流計指針偏轉與通入感應電流方向的關系，用一節干電池分別判定電流計左偏時左右的正負情況，右偏時左右的正負情況。

歸納總結：

利用楞次定律判斷感應電流方向的一般步驟：（若磁場加強，導棒不動，感應電流的方向的判斷）

①確定原磁場的方向。

②判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況。

③根據楞次定律確定感應電流磁場方向（增反減同）。

④根據右手螺旋定則判斷感應電流的方向。

二、演示實驗法

并不是所有的實驗都適合中學生進行自主探究，教師通過演示實驗總結物理規律也是一種重要方法。教師通過精心設計的演示實驗，引導學生觀察，根據實驗現象，師生共同分析、歸納，總結出有關的物理規律。中學物理的演示實驗，往往帶有定性或半定量的特點，是具有很強的模擬性質的實驗，要求演示實驗應使全班學生都能看清楚，一是看清儀器，二是看清現象。實驗的現象或數據顯示要盡量做到清晰、直觀。如帶電粒子在勻強磁場中的運動的教學，可以通過觀察洛倫茲力演示儀的實驗現象，總結出帶電粒子在勻強磁場中的運動規律。

1.引入新課。帶電粒子在勻強磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么垂直射入勻強磁場中的帶電粒子在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運動方向。那么粒子的運動徑跡又是怎樣的呢？

2.講授新課。首先讓學生觀察洛倫茲力演示儀，并介紹其顯示原理，即電子速度的大小和磁感應強度可以分別通過電子槍的加速電壓和線圈的勵磁電流來進行調節的原理。然后進行一系列的實驗觀察：

（1）不加磁場時，引導學生觀察電子束的徑跡。學生觀察到沒有磁場時，電子束的徑跡是直線。

（2）給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產生沿兩線圈中心連線方向、由紙內指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。學生觀察到外加勻強磁場時，電子的徑跡是圓形。通過提問引導學生討論：

①帶電粒子在什么條件下做圓周運動？（帶電粒子垂直射入磁場）

②是一種什么性質的圓周運動？（勻速圓周運動）

③為什么是勻速圓周運動？（因為帶電粒子受到一個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的洛倫茲力）

總之，物理實驗規律是物理學中的重點內容，教學中教師一定要依據具體的教學環境，采取有效的實驗教學方法，讓學生體驗物理規律的建立過程，加深對物理規律內涵的理解，并能運用物理規律解決具體問題。 （作者單位：江西省永豐中學）endprint