關于楞次定律教學中的幾點改進

曾小妮

(北京市垂楊柳中學 北京 100017)

關于楞次定律教學中的幾點改進

曾小妮

(北京市垂楊柳中學 北京 100017)

楞次定律“楞次定律”是高中物理電磁學部分的重要內容，也是高中教學的難點．如何讓楞次定律的演示實驗更形象直觀，讓抽象晦澀的物理知識變得簡單明了，是我們每個教師一直努力的方向．筆者從實驗裝置的改進和規律獲得的途徑兩方面表達了一些看法．

磁場 磁通量 感應電流方向

由于楞次定律的教學過程中涉及到磁場的方向、磁通量的變化、線圈的繞向、電流的方向與指針偏轉關系等多種因素的關系，所以教師教起來繁瑣，學生學起來吃力．如何把多因素轉化成小因素，降低學生接受的難度；另外本節的規律比較隱蔽，且內容抽象，如何引導學生設制合理的表格記錄現象，引導學生去發現規律、總結規律也就顯得尤為重要．為此筆者針對這兩方面的問題從實驗裝置和探究規律方面提出了幾點改進建議，供大家參考與指正．

實驗裝置方面，實驗設計和操作中要注重實驗的直觀性，要有利于學生利用直覺思維進行有效教學．首先教材的實驗裝置中采用螺線管來判斷電流方向．對學生來說要發現螺線管線圈的繞向就比較困難，無形中增加本節課的難度．雖然教學中我們不必跟學生重點分析線圈的繞向，但繞向沒有弄清楚，會影響學生的思維，接受起來也特別吃力．如果改用如圖1所示的矩形線圈，那么線圈的繞向十分直觀，電流流向也一目了然．其次，教材中的實驗，要求實本節課的關系已經夠復雜，學生要發現感應電流的方向，還必須通過指針的偏轉方向再進行一次思維轉換，大大增加了關系的復雜性．另一方面就課堂45 min來說，完成兩個實驗再來找規律，時間比較緊．若改用兩個反向并在矩形線框兩端的紅、綠發光二極管代替靈敏電流表(圖2)，根據發光二極管的單向導電性能就能很直觀的發現線框中電流的走向．

圖1 矩形線圈

圖2 用發光二極管代替靈敏電流表

我們一般希望實驗器材的選擇要方便、取材要經濟實惠，盡可能利用實驗室現有的器材．但上述裝置也存在一個問題：發光二極管中紅光的導通電壓最低，大概在1.7 V左右，而綠光的導通電壓大概在2.3 V左右，要產生這么大的感應電動勢，勢必導致要線圈的匝數要多，而且要利用強磁鐵．對于普通的中學，特別農村的中學來說，尋找幾個強磁鐵恐怕不是一件容易的事．

筆者通過多次實驗發覺：如果預先在紅、綠兩個二極管中分別正向串入一節半新的小干電池，然后再并入線框兩端．在沒有感應電動勢產生時，兩個二極管都沒有發光．這樣通過串入的干電池到達補償普通線圈、普通磁鐵產生感應電動勢太低不夠使它們發光的目的．實驗原理圖如圖3所示．

圖3 實驗原理圖

對于尋找規律方面，關鍵是通過觀察實驗現象引導學生設制好表格，使學生能很快發現其中的規律．教師演示實驗的過程中引導學生觀察：條形磁鐵N極靠近線圈和遠離線圈時，兩二極管的發光情況，即回路中的電流走向，得出感應電流的方向與磁通量的增、減有關；接下來條形磁鐵S極靠近線圈和遠離線圈時，看回路中的電流走向，得出感應電流的方向還與原磁場的方向有關．從而引導學生設制如下表格(表1).

表1 尋找電磁感應規律

由于感應電流與原磁場不在同一直線上，要學生找它們之間的關系比較困難，可以設置問題引導學生思考：

(1)感應電流是否也要激發磁場,即感應磁場？得出感應磁場的方向；

(2)如果知道電流的磁場方向，能否判斷電流的方向？

把研究感應電流的方向與與原磁場的方向關系，轉化為研究感應磁場的方向與原磁場的關系，這樣實驗目的明確，再要求學生從表格中尋找感應電流的磁場方向與原磁場方向的規律就簡單了．

改進后的實驗裝置，操作起來方便、快捷，現象直觀，學生接受起來也容易，節省了實驗探究和演示的時間，學生有充足的時間去自主歸納總結規律和應用規律． 相信只要我們用心去思考，把問題盡可能的簡單直觀化,學生也就能愉快地接受新知識，物理的學習也就有了活力和引力．

2016-08-23)