自制左手定則實驗器

葉彬

探究磁場對通電導(dǎo)體的作用是中學(xué)物理教學(xué)中的重要內(nèi)容。由于該知識點比較抽象難懂，因此教師往往會輔之實驗加以說明。然而在使用我校實驗室配備的J2451型《左右手定則演示器》做該實驗時，發(fā)現(xiàn)效果并不顯著。若用它引課激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就略顯平淡了。為此，筆者動手自制了一臺《左手定則實驗器》彌補上述實驗的不足。該實驗器材制作簡單、廢物利用、材料易取、效果顯著，通過實際教學(xué)應(yīng)用，也取得了很好的教學(xué)效果。筆者現(xiàn)介紹與大家分享。

J2451型演示器裝置圖

自制實驗器裝置圖

如圖所示，通過絕緣方座支架把方形線圈懸掛起來，并把線圈套入蹄形磁內(nèi)。用低壓電源給線圈通電，線圈就會因為受力而擺動起來。改變線圈中的電流方向或改變磁場方向，線圈的擺動方向也隨之改變。

一、制作材料20cm長度廢舊鋼鋸條兩根、3cm厚度發(fā)泡塑料板若干（木板、紙板均可）、老舊電器廢天線一根、萬能膠水一瓶、細砂紙一張。

二、制作方法

1.底座。把發(fā)泡塑料板裁剪、粘合成一個長寬高分別為20cm×10cm×5cm的一面開口的矩形，開口面為一個長寬面。

2.軌道。將鋼鋸條的鋸齒面嵌合在底座開口面的兩條長邊內(nèi)，鋼鋸條的另一面露出朝上并用細砂紙打磨光滑（可抹一些潤滑油）。

3.通電導(dǎo)體。抽出廢天線的一節(jié)空心管作為通電導(dǎo)體。

三、其他材料

低壓電源、導(dǎo)線、蹄形磁鐵。

四、實驗方法

如圖所示，將蹄形磁鐵立直平放入底座槽內(nèi)，調(diào)節(jié)槽內(nèi)深度使軌道面處在兩磁極中間。將導(dǎo)體管輕放在磁極口所在的軌道上。用導(dǎo)線將電源的正負接口分別與兩根鋼鋸條軌道相連。

打開開關(guān)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體管隨即滾動起來，并且在導(dǎo)體管與軌道的連接處伴隨火花。改變電流方向或改變磁場方向再做實驗，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體管的滾動方向也隨即改變。

五、注意事項

1.調(diào)整底座水平，保證兩軌道高度一樣，沿軌道方向高度也一樣，從而減小重力因素干擾。

2.軌道面打磨光滑，較小摩擦干擾。

3.導(dǎo)體管一定放置在蹄形磁鐵兩腳口所在的軌道上，此處磁場強、驅(qū)動力（安培力）大，前后滾動的距離充足。

4.為獲得較大驅(qū)動力，應(yīng)選擇大電流低壓電源。

5.通電后若導(dǎo)體滾動困難，可采取的措施有：給蹄形磁鐵充磁、換大號的磁性更強的蹄形磁鐵、多個蹄形磁鐵并排放入槽內(nèi)、調(diào)高電源電壓增大導(dǎo)體中的電流、更換更加輕質(zhì)的導(dǎo)體管。

六、實驗效果對比

1.原實驗以線圈作為通電導(dǎo)體，增加了學(xué)生對電流方向的理解難度；自制實驗器以空心導(dǎo)管作為通電導(dǎo)體，電流方向一目了然。

2.原實驗通電后，線圈在空中來回擺動，增添學(xué)生對線圈運動方向的困惑；自制實驗器通電后，導(dǎo)體管滾動方向明確。

3.原實驗，線圈的偏離角度較小，不宜觀察；自制實驗器不僅滾動效果顯著，伴隨的火花更能吸引學(xué)生眼球。

七、心得體會

由于各個學(xué)校教學(xué)實驗儀器有限，很多實驗因器材陳舊，不能滿足現(xiàn)代教學(xué)需要，因此需要教師開發(fā)、改進、自制一些實驗教具。本實驗裝置材料來源豐富，實驗裝置制作簡單，用隨處可見的廢舊材料制作且實驗效果顯著，趣味性增強。若時間允許，教師則可組織學(xué)生自己動手制作，再比比誰做的實驗效果更好，從而提高學(xué)生的課堂情緒及學(xué)習(xí)主動性。通過廢舊物品的回收利用，增強學(xué)生節(jié)約資源的綠色環(huán)保意識。平淡的實驗通過小小的改動就能變得更加有趣，最大限度地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲是提高教學(xué)質(zhì)量的一大利器。

參考文獻：

[1]課程教材研究所.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.物理（選修3-1））[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]郭海寶，張波.完善自制實驗 提高實驗效果[J].實驗教學(xué)與儀器，2013（11）.

[3]史香川.自制電磁阻尼、電磁驅(qū)動實驗器[J].教學(xué)儀器與實驗，2013（06）.

[4]馬如寶.左手定則演示實驗的改進[J].實驗教學(xué)與儀器，2013（01）.

[5]方模，徐綱.左手定則實驗的改進[J].物理教師，1992（12）.