初中物理教學中電磁轉換的實例研究

張恒琴

摘 要： 初中物理是學生學習物理的起步，這一階段的學習涉及的知識是對物理學中各個分支進行大概而簡略的系統學習，電磁學在當今物理學中充當著比較重要的角色，電磁轉換是其中一部分，在九年級物理書中出現。

關鍵詞： 電磁轉換 實例研究 探索思考

電磁轉換是電磁學的核心，是中考的重要考點，因此也是學生必須掌握的知識。磁場是一個非常抽象的概念，主要鍛煉學生的想象和思考力，同時進行動手訓練。反反復復地練習后才能真正理解，電磁學中還涉及電學的一些知識。電磁轉換中包括磁場對電流的作用和電磁感應兩部分，電與磁之間的相互轉換是相差不多的，所以很容易將二者混淆。

一、初中物理中的電磁轉換

（一）電磁學的重要性。

電磁學在當今物理學領域中依然有許多問題有待研究。電磁學是由電學和磁學相互獨立的學科發展而成的。在現今學習過程中，這部分內容與力學、電學的知識點有不少相同的部分。在高中及大學的學習中這部分內容將是重中之重。

（二）知識梳理。

1.磁體與磁場。

磁體：帶有磁性的物體叫做磁體。（磁性：物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質。）

磁極間相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。

磁場的方向：小磁針靜止時北極所指的方向（北極所受力的方向），為該點的磁場方向。

磁感線：磁體周圍假想的帶有箭頭的曲線。磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。磁感線的切線方向為該點的磁場方向。磁感線一般采用虛線，因為磁感線在磁體周圍實際是不存在的。（磁場是實際是存在的。）

2.電流的磁場。

奧斯特實驗：本實驗說明通電導線周圍存在磁場。

本實驗通電導線必須南北放置：排除地磁場的干擾。

本實驗還可以說明通電導線周圍磁場方向與電流方向有關。

通電線圈周圍存在磁場：通電線圈周圍磁場方向的影響因素：電流方向、線圈的繞向。通電線圈周圍的磁場分布與條形磁體相同。

安培定則（右手螺旋定則）：四指指向為線圈中電流環繞的方向，大拇指指向為N極。

3.電磁鐵：帶有鐵芯的線圈。

通電線圈磁性強弱的影響因素：有無鐵芯、線圈中電流大小、線圈的匝數。

電磁鐵與永磁體相比的優點：可控制有無磁性、可控制磁性強弱、可控制磁場方向。

4.電磁繼電器：分為低壓控制電路與高壓工作電路兩部分。

5.磁場對電流的作用。

通電直導線在磁場中受到力的作用：受力方向與電流方向有關，受力方向與磁場方向有關。

通電線圈在磁場中的受力情況：通電線圈在磁場中能轉動。（受到力的作用）

通電線圈在磁場中不能持續轉動。（在平衡位置時線圈受到平衡力作用）

磁電現象用于電動機，電磁感應用于發電機。

二、電磁轉換課堂上的實例引入

（一）基礎知識理解，熟練應用概念。

物理是一門具有很強理論性的課程，而且是與實際生活緊密聯系的一門課，所以說物理是一門非常有魅力的課程。對于初中生來講，初涉物理理解的知識體系還不全面，公式概念的記憶上存在一定困難，所以要用理解的方式弄懂并記憶。

例1：演示實驗：給纏繞在鐵釘上的導線通電后鐵釘能夠吸引大頭針，聯系上節課內容磁體能吸引大頭針，說明導線通電后鐵釘具有了磁性。展示一段視頻內容，電磁起重機用銜鐵吸起一堆鋼鐵后再在另一處放下。

經過討論思考得出結論：利用電流可以獲得磁場。

例2：把甲鐵棒的一端靠向乙鐵棒的中間部分，發現二者相互吸引，而把乙鐵棒的一端靠向甲鐵棒的中間部分時， 兩鐵棒互不吸引，那么由此可以判斷：（？搖 ？搖）

A.甲有磁性而乙無磁性

B.甲無磁性而乙有磁性

C.甲乙均有磁性

D.甲乙均無磁性

分析：此題看起來比較抽象，而且不易想到與電磁知識相關，很容易造成錯覺。實際上這道題應用了書中概念問題。兩個鐵棒相互接近時所得的結果不一樣，所以二者中哪個有磁性的答案不能肯定，故排除C、D。然后考慮甲向乙中間部分靠近時候兩者是吸引的。對于磁體來講兩極都具有同性相斥、異性相吸的特性，而中間部分不會被吸引或排斥；對于一般的鐵棒來說，可以被磁體上任何部分吸引。了解到這樣的概念性問題后，將可以輕松判出哪個是磁體，哪個不是。

答案：A

上面這道題涉及了概念問題，這樣和生活經驗和理論知識結合，并且勤于思考、動手，才能將所學知識理解并牢記。

（二）聯系實際，把握要點。

初中物理學習最重要的是培養學生的物理思維及理論聯系實際的能力。不論是在平時的練習還是考試中，都應多方面考查學生面對實際生活的觀察學習能力。

例1：在電磁起重機、發電機、動圈式揚聲器、動圈式話筒、電熨斗和電 風扇中，利用磁場對通電導體有力的作用原理工作的有？搖 ？搖？搖？搖； 利用電磁感應原理工作的有？搖？搖 ？搖？搖。

案例分析：答案是動圈式揚聲器、電風扇；電磁起重機、發電機、動圈式 話筒。

這道題很明確地考察了實際生活中一些機械、日常用品的 物理原理。首先要求學生對這幾種物品有直觀認識，即要求教學中涉及這方面知識的講授。 其次， 詳細講解電磁轉換這部分內容，“磁場對電流的作用”所要表述的內容與“電磁感應”是不同的，磁場對電流的作用主要表現為力的形式，而電磁感應的作用主要表現為電流或者電動勢的產生或變化。學生可以清晰地認識這些細微區別， 就比較容易判斷了。

1.探究通電直導線周圍的磁場。

活動1：探究通電直導線周圍的磁場

問題：如何顯示磁場的存在；如何改變磁場方向。

實驗： 學生自主動手實驗，觀察小磁針的偏轉及在電流方向改變的情況下小磁針的指向變化。

交流：通電導線周圍存在磁場；通電導線周圍的磁場方向與電流方向有關。

介紹：多媒體圖片及文字展示奧斯特生平及此實驗的歷史意義，使學生了解現在看似簡單的科學原理當初是在科學家們的不懈努力下獲得的。

2.探究通電螺線管的外部磁場。

問題：怎樣判斷通電螺線管周圍各點的磁場方向？（利用和前一節判斷磁體的磁場方向類似的方法）

實驗：學生動手實驗，觀察小磁針在螺線管周圍各處時的指向，并在書上圖中畫出。

視頻演示用鐵屑代替小磁針觀察螺線管周圍磁場的分布。

交流：（1）通電螺線管的外部磁場與哪種磁體周圍的磁場相似？

（2）通電螺線管的外部磁場方向與電流方向是否有關？

（3）安培定則：多媒體圖片及文字展示安培發現該定則的過程及背景。

通過多次活動奠定學生的動手能力和思考能力，同時在交流中更深入地探索理解物理知識，加深學生的記憶，培養學生的創新思考能力，從而真正掌握電磁轉換的知識。

電磁轉換在初中物理課程中是比較抽象的知識。為了讓學生更好地學習和理解，要抓住學生的心理，正確引導學生融入物理。同時將物理與生活緊密結合起來，應用于實際。在電磁轉換這部分還要特別注意知識點的聯系與不同之處，這樣學生才能更好地掌握。只有真正靈活掌握了所學知識，并且仔細分析清楚了每種東西的工作原理，才能真正做到把所學知識應用于生活中，這就為教育提供了一個可供參考的意見：不能僅拘束于課本知識，應該在生活中發現更多值得學習關注的東西，從而使學生的學習更豐富多彩，注重學生實驗是必不可少的一部分。

參考文獻：

[1]王加先 .關于初中物理教學的幾點感悟[J].考試周刊，2009（40）.

[2]李湛文.在初中物理教學中向學生滲透學法教學實踐兩則[J].中學物.