淺談初中物理中電磁轉(zhuǎn)換的教學(xué)

王 單

（吉林省農(nóng)安縣第五中學(xué) 吉林農(nóng)安 130200）

淺談初中物理中電磁轉(zhuǎn)換的教學(xué)

王 單

（吉林省農(nóng)安縣第五中學(xué) 吉林農(nóng)安 130200）

電磁轉(zhuǎn)換是電磁學(xué)的核心，是中考的重要考點(diǎn)，因此也是學(xué)生必須掌握的知識(shí)。磁場(chǎng)是一個(gè)非常抽象的概念，主要鍛煉學(xué)生的想象和思考力，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)手訓(xùn)練。反反復(fù)復(fù)地練習(xí)后才能真正理解，電磁學(xué)中還涉及電學(xué)的一些知識(shí)。電磁轉(zhuǎn)換中包括磁場(chǎng)對(duì)電流的作用和電磁感應(yīng)兩部分，電與磁之間的相互轉(zhuǎn)換是相差不多的，所以很容易將二者混淆。

初中物理電磁轉(zhuǎn)化

一、初中物理中的電磁轉(zhuǎn)換

1. 電磁學(xué)的重要性

電磁學(xué)在當(dāng)今物理學(xué)領(lǐng)域中依然有許多問(wèn)題有待研究。電磁學(xué)是由電學(xué)和磁學(xué)相互獨(dú)立的學(xué)科發(fā)展而成的。在現(xiàn)今學(xué)習(xí)過(guò)程中，這部分內(nèi)容與力學(xué)、電學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有不少相同的部分。在高中及大學(xué)的學(xué)習(xí)中這部分內(nèi)容將是重中之重。

2. 知識(shí)梳理

（1）磁體與磁場(chǎng)

磁體：帶有磁性的物體叫做磁體。（磁性：物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。）

磁極間相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。

磁場(chǎng)的方向：小磁針靜止時(shí)北極所指的方向（北極所受力的方向），為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。

磁感線：磁體周?chē)傧氲膸в屑^的曲線。磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感線一般采用虛線，因?yàn)榇鸥芯€在磁體周?chē)鷮?shí)際是不存在的。（磁場(chǎng)是實(shí)際是存在的。）

（2）電流的磁場(chǎng)

奧斯特實(shí)驗(yàn)：本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)。

本實(shí)驗(yàn)通電導(dǎo)線必須南北放置：排除地磁場(chǎng)的干擾。

本實(shí)驗(yàn)還可以說(shuō)明通電導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)方向與電流方向有關(guān)。

通電線圈周?chē)嬖诖艌?chǎng)：通電線圈周?chē)艌?chǎng)方向的影響因素：電流方向、線圈的繞向。通電線圈周?chē)拇艌?chǎng)分布與條形磁體相同。

安培定則（右手螺旋定則）：四指指向?yàn)榫€圈中電流環(huán)繞的方向，大拇指指向?yàn)镹極。

（3）電磁鐵：帶有鐵芯的線圈

通電線圈磁性強(qiáng)弱的影響因素：有無(wú)鐵芯、線圈中電流大小、線圈的匝數(shù)。

電磁鐵與永磁體相比的優(yōu)點(diǎn)：可控制有無(wú)磁性、可控制磁性強(qiáng)弱、可控制磁場(chǎng)方向。

（4）電磁繼電器：分為低壓控制電路與高壓工作電路兩部分

（5）磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用：受力方向與電流方向有關(guān)，受力方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)。

通電線圈在磁場(chǎng)中的受力情況：通電線圈在磁場(chǎng)中能轉(zhuǎn)動(dòng)。（受到力的作用）

通電線圈在磁場(chǎng)中不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。（在平衡位置時(shí)線圈受到平衡力作用）

磁電現(xiàn)象用于電動(dòng)機(jī)，電磁感應(yīng)用于發(fā)電機(jī)。

二、電磁轉(zhuǎn)換課堂上的實(shí)例引入

1. 基礎(chǔ)知識(shí)理解，熟練應(yīng)用概念

物理是一門(mén)具有很強(qiáng)理論性的課程，而且是與實(shí)際生活緊密聯(lián)系的一門(mén)課，所以說(shuō)物理是一門(mén)非常有魅力的課程。對(duì)于初中生來(lái)講，初涉物理理解的知識(shí)體系還不全面，公式概念的記憶上存在一定困難，所以要用理解的方式弄懂并記憶。

例1：演示實(shí)驗(yàn)：給纏繞在鐵釘上的導(dǎo)線通電后鐵釘能夠吸引大頭針，聯(lián)系上節(jié)課內(nèi)容磁體能吸引大頭針，說(shuō)明導(dǎo)線通電后鐵釘具有了磁性。展示一段視頻內(nèi)容，電磁起重機(jī)用銜鐵吸起一堆鋼鐵后再在另一處放下。

經(jīng)過(guò)討論思考得出結(jié)論：利用電流可以獲得磁場(chǎng)。

例2：把甲鐵棒的一端靠向乙鐵棒的中間部分，發(fā)現(xiàn)二者相互吸引，而把乙鐵棒的一端靠向甲鐵棒的中間部分時(shí)， 兩鐵棒互不吸引，那么由此可以判斷：（？搖 ？搖）

A.甲有磁性而乙無(wú)磁性

B.甲無(wú)磁性而乙有磁性

C.甲乙均有磁性

D.甲乙均無(wú)磁性

分析：此題看起來(lái)比較抽象，而且不易想到與電磁知識(shí)相關(guān)，很容易造成錯(cuò)覺(jué)。實(shí)際上這道題應(yīng)用了書(shū)中概念問(wèn)題。兩個(gè)鐵棒相互接近時(shí)所得的結(jié)果不一樣，所以二者中哪個(gè)有磁性的答案不能肯定，故排除C、D。然后考慮甲向乙中間部分靠近時(shí)候兩者是吸引的。對(duì)于磁體來(lái)講兩極都具有同性相斥、異性相吸的特性，而中間部分不會(huì)被吸引或排斥；對(duì)于一般的鐵棒來(lái)說(shuō)，可以被磁體上任何部分吸引。了解到這樣的概念性問(wèn)題后，將可以輕松判出哪個(gè)是磁體，哪個(gè)不是。答案：A

上面這道題涉及了概念問(wèn)題，這樣和生活經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)結(jié)合，并且勤于思考、動(dòng)手，才能將所學(xué)知識(shí)理解并牢記。

2. 聯(lián)系實(shí)際，把握要點(diǎn)

初中物理學(xué)習(xí)最重要的是培養(yǎng)學(xué)生的物理思維及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。不論是在平時(shí)的練習(xí)還是考試中，都應(yīng)多方面考查學(xué)生面對(duì)實(shí)際生活的觀察學(xué)習(xí)能力。

例1：在電磁起重機(jī)、發(fā)電機(jī)、動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、動(dòng)圈式話筒、電熨斗和電 風(fēng)扇中，利用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用原理工作的有？搖 ？搖？搖？搖； 利用電磁感應(yīng)原理工作的有？搖？搖 ？搖？搖。

案例分析：答案是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、電風(fēng)扇；電磁起重機(jī)、發(fā)電機(jī)、動(dòng)圈式 話筒。

這道題很明確地考察了實(shí)際生活中一些機(jī)械、日常用品的 物理原理。首先要求學(xué)生對(duì)這幾種物品有直觀認(rèn)識(shí)，即要求教學(xué)中涉及這方面知識(shí)的講授。 其次， 詳細(xì)講解電磁轉(zhuǎn)換這部分內(nèi)容，“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”所要表述的內(nèi)容與“電磁感應(yīng)”是不同的，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用主要表現(xiàn)為力的形式，而電磁感應(yīng)的作用主要表現(xiàn)為電流或者電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生或變化。學(xué)生可以清晰地認(rèn)識(shí)這些細(xì)微區(qū)別， 就比較容易判斷了。

3. 探究通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)

活動(dòng)1：探究通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)

問(wèn)題：如何顯示磁場(chǎng)的存在；如何改變磁場(chǎng)方向。

實(shí)驗(yàn)： 學(xué)生自主動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)及在電流方向改變的情況下小磁針的指向變化。

交流：通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)；通電導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流方向有關(guān)。

介紹：多媒體圖片及文字展示奧斯特生平及此實(shí)驗(yàn)的歷史意義，使學(xué)生了解現(xiàn)在看似簡(jiǎn)單的科學(xué)原理當(dāng)初是在科學(xué)家們的不懈努力下獲得的。

4. 探究通電螺線管的外部磁場(chǎng)

問(wèn)題：怎樣判斷通電螺線管周?chē)鼽c(diǎn)的磁場(chǎng)方向？（利用和前一節(jié)判斷磁體的磁場(chǎng)方向類(lèi)似的方法）

實(shí)驗(yàn)：學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察小磁針在螺線管周?chē)魈帟r(shí)的指向，并在書(shū)上圖中畫(huà)出。

視頻演示用鐵屑代替小磁針觀察螺線管周?chē)艌?chǎng)的分布。

交流：（1）通電螺線管的外部磁場(chǎng)與哪種磁體周?chē)拇艌?chǎng)相似？

（2）通電螺線管的外部磁場(chǎng)方向與電流方向是否有關(guān)？

（3）安培定則：多媒體圖片及文字展示安培發(fā)現(xiàn)該定則的過(guò)程及背景。

通過(guò)多次活動(dòng)奠定學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力，同時(shí)在交流中更深入地探索理解物理知識(shí)，加深學(xué)生的記憶，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思考能力，從而真正掌握電磁轉(zhuǎn)換的知識(shí)。

電磁轉(zhuǎn)換在初中物理課程中是比較抽象的知識(shí)。為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和理解，要抓住學(xué)生的心理，正確引導(dǎo)學(xué)生融入物理。同時(shí)將物理與生活緊密結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于實(shí)際。在電磁轉(zhuǎn)換這部分還要特別注意知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系與不同之處，這樣學(xué)生才能更好地掌握。只有真正靈活掌握了所學(xué)知識(shí)，并且仔細(xì)分析清楚了每種東西的工作原理，才能真正做到把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活中，這就為教育提供了一個(gè)可供參考的意見(jiàn)：不能僅拘束于課本知識(shí)，應(yīng)該在生活中發(fā)現(xiàn)更多值得學(xué)習(xí)關(guān)注的東西，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)更豐富多彩，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)是必不可少的一部分。