“用鐵屑探究磁體周圍的磁場”實驗改進

劉雪榮+黃彥

摘要：在玻璃板上撒鐵屑演示磁體周圍的磁場，實驗現(xiàn)象不明顯；本文利用光學知識對實驗現(xiàn)象不明顯的原因進行了理論分析；找到了用硬紙板和白紙代替玻璃板實驗的方法，收到更好的實驗效果

關鍵詞：磁場；玻璃板；鐵屑；硬紙板；白紙

磁感線是初中物理“磁體與磁場”教學中的重點和難點，利用“鐵屑探究磁體周圍的磁場”是突破該難點的一個非常有效的方法.蘇科版初中物理教材上該實驗是“將玻璃板平放在磁體上，并在玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑，輕輕敲擊玻璃板”，觀察鐵屑的分布情況.課本上給出蹄形磁鐵和條形磁鐵周圍的鐵屑分布圖，如圖1、圖2.這兩張圖片顯示磁鐵周圍鐵屑的分布情況很清晰.但是在課堂上無論用玻璃板還是透明塑料板，不論演示還是分組，看到的現(xiàn)象都不清晰

筆者仔細分析利用玻璃板完成“鐵屑探究磁體周圍的磁場”的實驗，現(xiàn)象不明顯的原因如下

1用玻璃板實驗時現(xiàn)象不明顯的原因分析

現(xiàn)在教室用的實物投影儀，是將燈光照在被投影的物體上，利用光的反射，將物體的“影子”投在屏幕上.實驗中用的是玻璃板，透光性很強，當燈光照到玻璃板上時，一部分光透過玻璃板

玻璃板的表面光滑平整，實物投影儀的兩盞燈的燈光是從玻璃板的兩側照射到玻璃板的表面，玻璃板發(fā)生鏡面反射，而投影儀的鏡頭是在玻璃板上方的

由于上述兩個原因，通過玻璃板反射后進入到投影儀攝像頭的光很少，所以從屏幕上看的現(xiàn)象是黑糊糊.透明塑料板看到的現(xiàn)象也是如此

學生分組實驗時，直接觀察玻璃板上的鐵屑分布情況，比用實物投影儀的效果好一點，但由于玻璃板的透光性，觀察到的現(xiàn)象也不是很明顯

怎樣才能使實驗現(xiàn)象更容易觀察到呢？

筆者根據(jù)上述分析，對實驗器材稍作改進：用不透明硬紙板代替玻璃板，收到很好效果

2實驗改進及實驗說明

找一塊兩面平整的硬紙板，裁成A4紙的大小.（如果實物投影儀能放開8K的白紙，也可以把硬紙板裁成8K紙的大小，效果會更好）

在硬紙板的中間位置，按照條形磁鐵的大小，裁出一個洞（因為硬紙板不透明，放在條形磁鐵上看不到條形磁鐵，不方便實驗），如圖3

在實驗時，把做好的硬紙板套在條形磁鐵上，如圖4

在硬紙板上鋪一張A4紙，按照硬紙板上條形磁鐵的位置，在A4紙上畫出一長方形，表示條形磁鐵，并在相應位置標上N極、S極.如圖5

把鐵屑均勻的撒在A4紙上，輕敲紙板，會看到磁鐵周圍鐵屑的分布情況，如圖6

用筆在紙上描下鐵屑排列成的幾條曲線

再把小磁針分別放在“同一根曲線”不同位置，在紙上記下小磁針靜止時N極的指向，用帶箭頭的線段表示，如圖7

把白紙上的鐵屑倒入盒中，會看到如圖8所示至此引入磁感線

3改進后的實驗優(yōu)點

（1）實驗現(xiàn)象非常明顯，無論是實物投影還是直接觀察，鐵屑的分布特點都非常清晰

（2）根據(jù)鐵屑的分布情況，在白紙上用筆很容易描下鐵屑的分布曲線

（3）器材便于選取，實驗易于操作