傳音裝置和電吉他的研制

(廣東石油化工學(xué)院,廣東 茂名 525000)

1 引言

“電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”是高中電磁學(xué)的核心內(nèi)容,揭示了電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì),是后面學(xué)習(xí)的“楞次定律”“自感和互感”等多個(gè)章節(jié)的重要基礎(chǔ)。高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求：理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，能夠舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。

電磁感應(yīng)原理在生活中的應(yīng)用十分廣泛,與音樂聯(lián)系緊密，容易激發(fā)學(xué)生興趣和探究欲望。自制的“傳音裝置”以及“電吉他”都與音樂有密切的聯(lián)系,在教學(xué)中運(yùn)用這兩個(gè)教具，不僅讓學(xué)生了解電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用,而且更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生更加自覺、主動(dòng)地去學(xué)習(xí)和探究,最終掌握原理,學(xué)以致用。

2 研制意圖

傳音裝置是在法拉第實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成,通過連接手機(jī)和音箱,可以讓音響播放手機(jī)中的音樂,從而創(chuàng)設(shè)出愉悅的物理學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生興趣,同時(shí)也引發(fā)學(xué)生思考該裝置的傳音原理,激發(fā)學(xué)生的求知欲。

電吉他是在切割磁感線實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成,能夠?qū)崿F(xiàn)彈奏音樂的效果。在課堂上運(yùn)用自制的電吉他可以活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生將電磁感應(yīng)原理應(yīng)用到實(shí)際生活中,激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的愿望,鼓勵(lì)學(xué)生嘗試制作電吉他,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

3 制作與應(yīng)用

3.1 傳音裝置

3.1.1 制作材料

主要的制作材料為：大、小螺線管，手機(jī)耳塞，音頻線等。

3.1.2 原理

手機(jī)播放音樂時(shí),音樂的高低起伏伴隨著電流的變化,即與手機(jī)相連的大螺線管的電流發(fā)生了變化,根據(jù)電流的磁效應(yīng),通電螺線管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),而變化的電流會(huì)使磁場(chǎng)也發(fā)生變化,磁通量發(fā)生變化,從而使插在大螺線管中的小螺線管產(chǎn)生感應(yīng)電流,通過音頻線輸入音箱,即可聽到手機(jī)中播放的音樂。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與使用

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示，將大螺線管通過手機(jī)耳塞改裝成的線路與手機(jī)相連,小螺線管通過音頻線與音箱相連,將小螺線管插入大螺線管中,播放手機(jī)中的音樂,就可以聽到音箱在播放手機(jī)中的音樂。也可以將手機(jī)與小螺線管相連、音箱與大螺線管相連,會(huì)得到同樣的效果,可據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。

圖1

3.1.4 使用效果

自制的傳音裝置在教學(xué)使用中,效果顯著,且可以活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)此裝置進(jìn)行分析,幫助學(xué)生進(jìn)一步地掌握和運(yùn)用電磁感應(yīng)原理,在鞏固知識(shí)的同時(shí)達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

3.2 電吉他

3.2.1 制作材料

主要的制作材料為：木板，指板，琴弦，上、下弦枕，強(qiáng)磁鐵，大頭釘，弦鈕，弦釘，音箱等。

3.2.2 原理

6根琴弦首尾相連串聯(lián)在一起,并通過導(dǎo)線與音箱相連,琴弦下端安放一塊強(qiáng)磁鐵。撥動(dòng)琴弦時(shí),琴弦做切割磁感線運(yùn)動(dòng),琴弦中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,通過音箱的放大就可以聽到電吉他彈奏的聲音。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與使用

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖如圖2所示，打開音箱的開關(guān),撥動(dòng)琴弦,即可彈奏自制的電吉他。

圖2

3.2.4 使用效果

自制的電吉他在教學(xué)中使用,聲音效果顯著,充分活躍了課堂的氛圍,吸引了學(xué)生的注意力。讓學(xué)生了解電磁感應(yīng)在音樂中的應(yīng)用,可以激發(fā)學(xué)生嘗試制作電吉他的愿望,提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

4 自制教具在教學(xué)中的應(yīng)用示例

如圖3所示，筆者以教學(xué)流程圖的形式來說明兩個(gè)自制教具在教學(xué)中的應(yīng)用及使用意圖。