前呼后應做實驗 融會貫通促發展

廣州市教研室教研員陳信余老師在聽課后的點評，讓我對課堂演示實驗的作用有了更好的認識。我在接下來的教學中，力所能及的把實驗穿插在課堂中，并且對實驗功能的進一步開發有了一些體會。在物理選修3－2的教學中，我在自感、電感、變壓器三節的處理上，通過改進相關實驗把教學內容進行了前呼后應，取得了較好的教學效果。

自感現象及其應用，重點是分析通電、斷電瞬間自感線圈產生自感電動勢，如何阻礙電流的變化。應用到日光燈中，主要是解決鎮流器如何產生瞬時高壓，點亮燈管。對于日光燈正常工作后，鎮流器降壓限流的作用沒有過多討論。

課上我做了上述實驗后，又給學生展示了日光燈各組成部分并接通市電讓日光燈工作。對于日光燈正常工作后，鎮流器的降壓限流作用，我就按之前的自感線圈實驗進行類比，說有阻礙的效果。

下課后，有學生就問日光燈鎮流器為什么有降壓限流作用？是不是象電阻效果一樣、會不會發熱？

我解釋是因為市電是交流電，不斷在變化，自感線圈就不斷因為電流變化而產生感應電動勢，因為你們還沒有學到交流電，這個問題就不好討論，等到大家學到交變電流時就可以解決了。

學生說，交流電就是周期性變化的電流啊，這個早就知道了，但自感線圈如何阻礙我就想不清楚！

學生的話語，讓我對上課時關于鎮流器降壓限流作用這部分內容理論分析的有效性產生了懷疑，（的確，只是讓學生“想”，效果不會有讓學生“看”那么直觀生動），同時對這節課教學上有了想法：對課本內容，可以適當突破，不要拘泥在給線圈加上恒定電流，學生既然有了交流電的初步認識，就可以展現自感線圈對交流電的作用，用實驗來增進學生的認識。所以我把自感線圈通電自感實驗電路板接到同樣的低壓但交流電源上，實驗現象顯示，燈泡亮度比起接恒定電壓時亮度減小，這時，我問這位同學，燈泡亮度如何變化？為什么？這位同學很快有了答案：加在燈泡處的電壓沒有以前大了，線圈起到降壓限流作用。

有了這樣的啟示，再想到下一章就要講到交變電流，可以預先給學生一個新的認識，我就在下一節上課開始時，先把自感線圈串聯燈泡在直流和交流電兩種情況下的實驗演示了一遍，當學生看到兩種情況下燈泡亮度明顯有變化時，都很有興趣的觀察，也很快找到了答案，對于鎮流器穩壓限流作用也清楚了很多。在這個教學過程中，我的感觸就是：一次現象明顯的實驗勝過十遍重復的說理。

第二章第四節——電感器對交變電流的作用。本節有一組對比實驗：1 燈泡串聯線圈接在交變電源上；2 線圈套入變壓器的U臂端；3 將可拆變壓器的條形鐵軛放上，三種情形燈泡亮度迥異。我在教學設計上就利用了這三個實驗進行了知識點的前呼后應。

上課之初，我讓學生對實驗現象進行預測。大多數學生對自感一節所做的實驗還保留了深刻的記憶，所以很快就有了答案，說電感器對交流電有阻礙作用，通交流電時燈泡會沒有通直流電時亮度高。做完了前兩個實驗，我讓學生通過實驗現象對比分析原因，學生能夠想到電感的自感系數變化、想到法拉第電磁感應定律。

我繼續做第三個實驗，當條形鐵軛放上可拆變壓器，形成閉合鐵芯時，小燈泡不再發光，這個完全出乎意料的結果讓學生發出驚訝的“噫”聲。對于第三個實驗，我接著做了一點改造，慢慢的把條形鐵軛從可拆變壓器上抽出來，燈泡又變亮了。學生對此現象非常好奇。

接著我引導他們分析原因，大多數學生會想到自感系數的變化。但為什么環形鐵芯比條形鐵芯更能夠增強自感系數課本沒有講，之前備課時我考慮到很快要講到的變壓器，覺得跟學生講明這個問題，既能夠解決學生疑惑，又能對變壓器內容做鋪墊，所以在這個問題上深化了一步。介紹了磁感線在條形鐵芯和環形鐵芯兩種情況下的空間分布，介紹了對于環形鐵芯，磁場被束縛在鐵芯中，很少散失到周圍空間。這個內容學生很快就明白了。

我緊接著問學生，從實驗現象出發，小燈泡不再發光，你們能從中得到什么結論？經過學生的討論，有學生回答：說明沒有電流、說明小燈泡沒有分壓、說明線圈產生的自感電動勢完全與所加交變電壓相反、完全阻礙的效果…等等。最后我總結，此時電路電流應該有但很小，因為如果沒有電流，則鐵芯中磁場也不可能產生，燈泡分壓很小，我們把它忽略，則加在電路上的交變電壓與線圈產生的感應電動勢相等。這個內容對后面的變壓器教學做了鋪墊。

到了第二章第六節，講到變壓器，我首先重復了線圈套在環形鐵芯中的實驗，做實驗之前，我問：有什么現象？學生異口同聲回答，燈泡不亮。

再問：為什么？學生回答：線圈產生阻礙交變電壓的感應電動勢。

做完實驗之后我繼續發問：線圈為什么產生感應電動勢啊？有學生回答：環形鐵芯磁通量變化。

再問：為什么磁通量變化？回答：線圈接在交變電壓上，交變電流產生的磁場是交變磁場。

問：電流大嗎？回答：很小。問：你怎么知道的？回答：燈泡不亮！

在這里我用連續發問的形式，問題環環相扣，學生根據之前所學習的知識以及對實驗的觀察，順利的完成知識過渡。接著我又補充一個問題：環形鐵芯中的磁場會散失到周圍空間嗎？很多人回答：不會。也有人說：有，但很少。

我接著再把另一個線圈加在變壓器的另一臂上，問：現在加多一個線圈在鐵芯上，會有什么效果？學生很快反應：線圈會產生感應電動勢。問：為什么？學生回答：電磁感應。問：要把正比號換成等號，該怎么處理？學生回答：加上匝數。這樣，就把變壓器知識點中變壓關系解決了，同時為后面教學中出現的一個原線圈帶動兩個或兩個以上副線圈的情形、課本中實踐與拓展的例子做了鋪墊。