關(guān)于楞次定律教學(xué)中的幾點(diǎn)改進(jìn)

曾小妮

(北京市垂楊柳中學(xué) 北京 100017)

關(guān)于楞次定律教學(xué)中的幾點(diǎn)改進(jìn)

曾小妮

(北京市垂楊柳中學(xué) 北京 100017)

楞次定律“楞次定律”是高中物理電磁學(xué)部分的重要內(nèi)容，也是高中教學(xué)的難點(diǎn)．如何讓楞次定律的演示實(shí)驗(yàn)更形象直觀，讓抽象晦澀的物理知識(shí)變得簡(jiǎn)單明了，是我們每個(gè)教師一直努力的方向．筆者從實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和規(guī)律獲得的途徑兩方面表達(dá)了一些看法．

磁場(chǎng) 磁通量 感應(yīng)電流方向

由于楞次定律的教學(xué)過程中涉及到磁場(chǎng)的方向、磁通量的變化、線圈的繞向、電流的方向與指針偏轉(zhuǎn)關(guān)系等多種因素的關(guān)系，所以教師教起來繁瑣，學(xué)生學(xué)起來吃力．如何把多因素轉(zhuǎn)化成小因素，降低學(xué)生接受的難度；另外本節(jié)的規(guī)律比較隱蔽，且內(nèi)容抽象，如何引導(dǎo)學(xué)生設(shè)制合理的表格記錄現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結(jié)規(guī)律也就顯得尤為重要．為此筆者針對(duì)這兩方面的問題從實(shí)驗(yàn)裝置和探究規(guī)律方面提出了幾點(diǎn)改進(jìn)建議，供大家參考與指正．

實(shí)驗(yàn)裝置方面，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中要注重實(shí)驗(yàn)的直觀性，要有利于學(xué)生利用直覺思維進(jìn)行有效教學(xué)．首先教材的實(shí)驗(yàn)裝置中采用螺線管來判斷電流方向．對(duì)學(xué)生來說要發(fā)現(xiàn)螺線管線圈的繞向就比較困難，無形中增加本節(jié)課的難度．雖然教學(xué)中我們不必跟學(xué)生重點(diǎn)分析線圈的繞向，但繞向沒有弄清楚，會(huì)影響學(xué)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(shí)驗(yàn)，要求實(shí)本節(jié)課的關(guān)系已經(jīng)夠復(fù)雜，學(xué)生要發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方向，還必須通過指針的偏轉(zhuǎn)方向再進(jìn)行一次思維轉(zhuǎn)換，大大增加了關(guān)系的復(fù)雜性．另一方面就課堂45 min來說，完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)再來找規(guī)律，時(shí)間比較緊．若改用兩個(gè)反向并在矩形線框兩端的紅、綠發(fā)光二極管代替靈敏電流表(圖2)，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦阅芫湍芎苤庇^的發(fā)現(xiàn)線框中電流的走向．

圖1 矩形線圈

圖2 用發(fā)光二極管代替靈敏電流表

我們一般希望實(shí)驗(yàn)器材的選擇要方便、取材要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，盡可能利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材．但上述裝置也存在一個(gè)問題：發(fā)光二極管中紅光的導(dǎo)通電壓最低，大概在1.7 V左右，而綠光的導(dǎo)通電壓大概在2.3 V左右，要產(chǎn)生這么大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，勢(shì)必導(dǎo)致要線圈的匝數(shù)要多，而且要利用強(qiáng)磁鐵．對(duì)于普通的中學(xué)，特別農(nóng)村的中學(xué)來說，尋找?guī)讉€(gè)強(qiáng)磁鐵恐怕不是一件容易的事．

筆者通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)覺：如果預(yù)先在紅、綠兩個(gè)二極管中分別正向串入一節(jié)半新的小干電池，然后再并入線框兩端．在沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生時(shí)，兩個(gè)二極管都沒有發(fā)光．這樣通過串入的干電池到達(dá)補(bǔ)償普通線圈、普通磁鐵產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)太低不夠使它們發(fā)光的目的．實(shí)驗(yàn)原理圖如圖3所示．

圖3 實(shí)驗(yàn)原理圖

對(duì)于尋找規(guī)律方面，關(guān)鍵是通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生設(shè)制好表格，使學(xué)生能很快發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律．教師演示實(shí)驗(yàn)的過程中引導(dǎo)學(xué)生觀察：條形磁鐵N極靠近線圈和遠(yuǎn)離線圈時(shí)，兩二極管的發(fā)光情況，即回路中的電流走向，得出感應(yīng)電流的方向與磁通量的增、減有關(guān)；接下來?xiàng)l形磁鐵S極靠近線圈和遠(yuǎn)離線圈時(shí)，看回路中的電流走向，得出感應(yīng)電流的方向還與原磁場(chǎng)的方向有關(guān)．從而引導(dǎo)學(xué)生設(shè)制如下表格(表1).

表1 尋找電磁感應(yīng)規(guī)律

由于感應(yīng)電流與原磁場(chǎng)不在同一直線上，要學(xué)生找它們之間的關(guān)系比較困難，可以設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生思考：

(1)感應(yīng)電流是否也要激發(fā)磁場(chǎng),即感應(yīng)磁場(chǎng)？得出感應(yīng)磁場(chǎng)的方向；

(2)如果知道電流的磁場(chǎng)方向，能否判斷電流的方向？

把研究感應(yīng)電流的方向與與原磁場(chǎng)的方向關(guān)系，轉(zhuǎn)化為研究感應(yīng)磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)的關(guān)系，這樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_，再要求學(xué)生從表格中尋找感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向的規(guī)律就簡(jiǎn)單了．

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，操作起來方便、快捷，現(xiàn)象直觀，學(xué)生接受起來也容易，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)探究和演示的時(shí)間，學(xué)生有充足的時(shí)間去自主歸納總結(jié)規(guī)律和應(yīng)用規(guī)律． 相信只要我們用心去思考，把問題盡可能的簡(jiǎn)單直觀化,學(xué)生也就能愉快地接受新知識(shí)，物理的學(xué)習(xí)也就有了活力和引力．

2016-08-23)