大學物理教學中對“法拉第電磁感應定理”實驗改進

【摘要】在大學物理的教學實踐中，法拉第電磁感應這一定理的教學大多數是以定性的內容簡介形式進行，生澀繁瑣，難以理解。該定理的教學如何更有效這一難題的解決對于教師和學生來說都有著重要的作用。基于大學物理課堂中該定理的教學分析，發現該定理的實驗教學過程中存在很多問題。基于上述問題的發現，圍繞該定理的兩個基本變量的內容，研究該定理在大學物理課堂中的實驗改進形式，以定量的方式來探討該試驗改進的方面和結果。經由對該定理的試驗改進分析后，探討其對于大學物理教學的優勢。

【關鍵詞】大學物理教學 法拉第電磁感應定理 實驗改進

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）37-0135-02

物理是高等理科性院校必學的一門基礎課程，它對于大學生物理基本水平的奠定有重要作用[1]。這是該課程有別于其他課程最明顯的優勢。在物理的學習過程中，電磁學是每個學生都不可能避免的一個主題。而法拉第的電磁感應定理又是整個過程中最重要的一個方面，這是很多考試中都肯定存在的內 容[2]。在正式課堂中，為了能夠進一步對該定理進行順暢驗證，本文試圖對其實驗提出一些改進方式，來使得大學物理課堂中該定理的教學順利進行。

1.“法拉第電磁感應定理”的實驗改進分析

物理學科的教學大多都是以實驗形式展開，而在這之中，電磁學的教導百分之九十以上都是通過實驗的形式進行。想要學好法拉第電磁感應定理，在大學的物理課程中，必須改進實驗形式。如何在該定理教學中對實驗形式進行精煉化、對實驗結果加強效用性、對教學效率進行強化，這些都是值得研究的問題。現在的教學中，對該定理的講解，一般以內容演示形式的試驗方式為主，為取得試驗結果，在教學中需要各種各樣的儀器。它們準備起來過于繁瑣，操作起來過于困難，這就導致最終的教學效率過低。如何減少準備過程的任務量，而且還使其不會影響教學效果，這是大學物理教師們不得不面對的難點。本文擇取具有普遍應用效用的實驗道具，設計了在該定理的兩個基本變量上的創新改進形式。通過該改進，來檢測是否能夠更好的以定量的形式對該定理進行教學。

1.1實驗原理

通過對于試驗線圈數量多少的更變與磁感線進行切割頻率的更變等多種變量的變化對比研究，對于得出的數據進行統計，來定量分析感應電動勢這一基本問題與各變量的關系。

1.2對于磁通量變量的定量分析上的改進

將實驗所用道具的線圈與電流的測算器材相聯結，先擇取一個基礎的條形磁鐵，然后將其從設定線圈的上端放入，使其滑入道具中，可以從電流的測算儀上看出，電流計進行了3個方格的移動。擇取兩個條件相同的磁鐵，將其捆綁在一起，再次將其從設定的線圈上端放入，使其滑入道具中，磁通量在此過程中的變化效率提高2倍，可以從電流的測算儀上看出，電流計進行了6個方格的移動，結果也是上次方式的2倍。這從定量來說，該試驗的改進以數量的驗證方式說明感應電動勢與磁通量這一基本變量有成正比的規律。

1.3 對于線圈變量的定量分析上的改進

再次將實驗所選取的線圈與電流計相聯結，先擇取一條形磁鐵，將其從選定線圈數的道具上端放入，使其滑入其中，可以看出，電流計進行了2個方格的移動。擇取的另一個線圈匝數只有上一個道具的一半，堅持既定電阻量不更改，將以條形磁鐵從該線圈數只有一半的道具上端放入，使其劃入其中，電流計進行了1個方格的移動，其所產生的電動勢也只有上一道具結果的一半，這從定量來說，該試驗的改進以數量的驗證方式說明感應電動勢與線圈量這一基本變量有成正比的規律。

以上經由對變量的改變來實現對比試驗，通過具體的量化數值來體現其定理規律，在一定程度上使其物理教學更易于被學生接受。

2.“法拉第電磁感應定理”的實驗改進效果研究

2.1實現在大學物理教學過程中的減負

通過上述實驗改進形式的介紹及基本數據的展示可以發現，定量試驗方式經由對基本變量的更變，將其道具與電流儀相聯結，可以看出電流的變化及數據。經由該試驗的改進后，道具更加精簡、實驗結果更加明了化、教學效率更加加強化，教學減負更加實際化。

2.2增進大學生對物理教學內容的理解

在該試驗改進過程中，具體形式簡便，操作便捷。學生完全可以在試驗之后直接得出定理內容，這樣的形式使得學生能夠加深對該定理的印象與理解程度。通過定量的統計結果，以數字的形式展示結果，這樣的方式更直接，學生也更易于接受，可以更好地培養學生的創新思想。

3.結語

本文對大學物理中法拉第電磁感應這一基本定理在教學過程中出現的各類問題進行分析，根據對該定理中的兩個基本變量的改進形式的探討來實現本文改進試驗。通過探討發現，對于“法拉第電磁感應定理”的實驗改進，可以有效地實現在大學物理教學過程中的減負，還可以極大限度的增進大學生對物理教學內容的理解。

參考文獻：

[1]彭鐘樊， 代偉， 王丹，等. 法拉第電磁感應定律定量分析探究演示儀[J].物理實驗， 2017（5）：55-57.

[2]袁俊.“法拉第電磁感應定律”創新實驗設計[J].中學物理教學參考， 2018（3）：138-141.

作者簡介：

楊綜緯（1999-），男，漢族，陜西西安人，本科，研究方向：數學建模工程。