“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用　左手定則”實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

◇　四川　馮德宣

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“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用左手定則”實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

◇四川馮德宣

學(xué)生在學(xué)習(xí)左手定則前,對(duì)于電流周圍磁感線的分布有了初步了解,但具體到磁場(chǎng)這一概念,卻因空間想象力不足而普遍存在理解上的障礙,這對(duì)于左手定則的學(xué)習(xí)造成了很大困擾．因此,通過實(shí)驗(yàn)觀察,讓學(xué)生直觀感受磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,對(duì)于學(xué)生深刻了解和掌握電磁方面的物理知識(shí)有著很大的幫助．

1教學(xué)目標(biāo)分析

2“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用左手定則”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1情境設(shè)計(jì)

課堂一開始,教師可以給學(xué)生演示“銅磨”實(shí)驗(yàn),同時(shí)提出以下問題:“是哪種神秘的力量導(dǎo)致了銅磨的運(yùn)動(dòng)?”當(dāng)學(xué)生看到銅磨動(dòng)起來后,必然會(huì)對(duì)這一奇異的現(xiàn)象產(chǎn)生極大的興趣,此時(shí)教師在一旁層層設(shè)問,并適時(shí)地予以引導(dǎo)及啟示,再借助類比、邏輯推理等方法對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推測(cè)、探討,就能讓學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)到磁場(chǎng)力是真實(shí)存在的,并體會(huì)到磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用的表現(xiàn)．

2.2探究活動(dòng)設(shè)計(jì)

1) 演示“銅磨”實(shí)驗(yàn)．在演示“銅磨”實(shí)驗(yàn)時(shí),嘗試變換磁場(chǎng)或電流的方向,并觀察銅磨運(yùn)動(dòng)方向的改變,讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律．教師可以提出以下問題:“磁場(chǎng)力的方向取決于哪些因素?”學(xué)生通過觀察教師的演示實(shí)驗(yàn),能夠初步總結(jié)出磁場(chǎng)力方向與磁場(chǎng)及電流的方向之間存在的關(guān)系．

2) 演示通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)．將2塊磁鐵的S極和N極相對(duì)放置,得到一個(gè)相對(duì)均勻的水平磁場(chǎng),然后將一根導(dǎo)線以垂直磁場(chǎng)的方向放置,觀察導(dǎo)線通電后有無運(yùn)動(dòng)、如何運(yùn)動(dòng),再將導(dǎo)線以非垂直方向放置,再觀察導(dǎo)線通電后的運(yùn)動(dòng)情況．通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),2次通電后導(dǎo)線均垂直向上跳起,故此可以得出以下結(jié)論:不管導(dǎo)線如何放置,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向(即磁場(chǎng)力方向)始終垂直于磁場(chǎng)及導(dǎo)線所在的平面．

3) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)．為了進(jìn)一步弄清磁場(chǎng)力方向與磁感線、電流方向之間的關(guān)系,教師可以將學(xué)生分成若干實(shí)驗(yàn)小組,讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中自主探究問題的答案．教師首先給學(xué)生示范科學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄方法,讓學(xué)生在觀察現(xiàn)象之后,以平面圖的形式準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果,留待以后分析．

4) 三維建模．學(xué)生進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后,可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,借助“三維插件”來模擬磁場(chǎng)、電流、磁場(chǎng)力三者之間的空間關(guān)系．教師可以讓每個(gè)小組展示自己得出的空間關(guān)系模型,并將磁場(chǎng)力的方向朝上放置;各實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生通過比較各自的插件模型后不難發(fā)現(xiàn),只要略作轉(zhuǎn)移,每個(gè)插件模型中色桿的方向都是相同的,進(jìn)而得到以下結(jié)論:磁場(chǎng)力、電流、磁場(chǎng)三者的方向具有特定的空間關(guān)系．

5) 肢體模擬．學(xué)生利用肢體語言來表現(xiàn)磁場(chǎng)力、電流、磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系,在肢體模仿的過程中加深自身的理解和記憶．活動(dòng)的進(jìn)行是開放性的,學(xué)生不應(yīng)局限于課本中描述的方法,可以用任何自己想到的方式,比如通過拇指、食指、中指等進(jìn)行描述;最后,當(dāng)學(xué)生對(duì)“左手定則”中的空間關(guān)系有一個(gè)透徹的了解后,再按照課本中指定的方法來描述,并將這一方法確定為今后運(yùn)用“左手定則”的標(biāo)準(zhǔn)方法．

通過以上探究環(huán)節(jié),完成了一系列遞進(jìn)式的活動(dòng)項(xiàng)目,在觀察、實(shí)驗(yàn)、記錄、建模、模擬的過程中,讓學(xué)生對(duì)“左手定則”有了一個(gè)循序漸進(jìn)的認(rèn)識(shí)過程．實(shí)驗(yàn)最初,學(xué)生先是認(rèn)識(shí)到磁場(chǎng)力、電流、磁場(chǎng)方向之間存在關(guān)系,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)力方向始終與電流、磁場(chǎng)方向所在的平面相垂直,最后揭示出三者之間具有特定的空間關(guān)系．整個(gè)探究過程實(shí)際上是一個(gè)從直觀感知逐漸深入至抽象建模的學(xué)習(xí)過程,對(duì)于激發(fā)學(xué)生想象力、培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力有很大的幫助．

綜上所述,“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用左手定則”是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),具有承前啟后的重要作用,因此,在學(xué)習(xí)本節(jié)課知識(shí)時(shí),教師要巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),在自主探究的過程中引導(dǎo)學(xué)生一步步揭示“左手定則”的奧秘,在教學(xué)過程中確立學(xué)生課堂主人公的地位,進(jìn)而激發(fā)其物理探究熱情,培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)．

(作者單位：四川省南江縣南江中學(xué))

知識(shí)和技能:認(rèn)識(shí)到磁場(chǎng)對(duì)電流之間存在力的作用;知道磁場(chǎng)力的作用方向總是與電流和磁場(chǎng)所在的平面相垂直;掌握左手定則,知道如何用左手定則來判定磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生作用力的方向．

過程和方法:觀察現(xiàn)象得出結(jié)論,知道磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用;認(rèn)真做好觀察、記錄,積極參與歸納討論,感受科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究過程．

情感和態(tài)度:聯(lián)系生活實(shí)際,知道磁場(chǎng)力的現(xiàn)實(shí)用途(電機(jī)、電磁彈射器等),進(jìn)而深刻認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用．