电磁学中的“猜想与实验设计”分析

解瑞兴��

中图分类号：G6337文献标识码：A文章编号：1674-120X（2016）17-0089-01收稿日期：2016-05-10

为了更好地体现素质教育对物理教学的要求，近年来各地中考试卷中普遍加强了对学生提出问题和猜想与设计能力的考查。一般分两种情形进行命题：①题干中给出了猜想与假设来设计探究方案；②要求学生自己提出一些猜想与假设来设计探究方案。这类题具有新颖性、综合性、开放性、探索性，解题能力要求较高，有些学生不善于解答，特别是电磁学中的此类题学生更加难以弄懂，这样就对教师的教学提出了更高的要求：平时多注意培养学生的问题意识以及分析思维和应用知识的能力，激发学生的创新精神和科学探究能力。本文试通过例题的方式对此问题进行详细讲解，以期同仁能有启发并得以提高。

一、题目要求与特点

要求学生能够根据题目要求提出一些有价值的猜想，并对猜想加以证明。解答此类型题的关键是善于观察、比较题目所给现象、数据，认真分析，从中提出一些猜想。这类题目一般比较开放，只要提出猜想与解答合理即可。猜想不是乱想、胡想，要符合科学，要有根据。在设计实验时，要注意围绕猜想相应展开，要前后照应。

二、典型例题

例1：实验室内设置有四辆脚踏车，每逢下课学生们就会排队来骑脚踏车，因为骑车不仅可以健身，同时还可以发电供学校使用。装在自行车上的发电机工作时把动能转化成电能。学生们用如图1所示实验装置探究发电机的工作原理，探究中有学生提出了问题：“感应电流的大小会跟哪些因素有关呢？”

小蓉猜想：“可能跟磁场的方向有关。”

小兵猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的方向有关。”

小云猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。”

请你根据图1所示的实验装置，帮助小云设计实验来验证她的猜想，简述你的实验方法： 。

请你也猜猜看，感应电流大小还可能跟 有关。

解答：机械在相同条件下，让导体以不同的速度做切割磁感线运动，观察灵敏电流计的指针偏转程度来判断磁场强弱。

例2：小琳在做探究感应电流方向与哪些因素有关时，猜想金属棒在磁场中运动产生的感应电流的方向可能与磁场的方向有关，也可能与金属棒的运动方向有关。

她设计了如下实验，装置如图2。

（1）使金属棒向右运动，看到电流表指针向左偏。

（2）把磁铁南、北极上下对调，金属棒变为向左运动，看到电流表指针仍向左偏。根据以上现象，小琳得出了感应电流的方向与磁场的方向、棒的运动方向无关的结论。

你认为小琳的结论正确吗？若认为正确请说明理由；若有错，请分析小琳得出错误结论的原因。

解析：感应电流的方向既可能与磁场的方向有关，也可能与棒的运动方向有关，小琳在设计和操作实验时，就应当体现控制变量的思想：在探究感应电流方向与磁场方向是否有关时，应保持运动方向不变；在探究感应电流方向与运动方向是否有关时，应保持磁场方向不变。而小琳在实验时，却同时改变了两个因素，因此得出的结论不可靠。

解答：她的结论是错误的。因为她在第二次实验时，磁场方向和运动方向同时改变了。若想得出正确结论，应使用控制变量法，只能改变其中的一个。

三、总结与点评

猜想与实验设计题的答案多是开放性的，一般不局限于一种固定答案，往往有多个，能力要求高。但解决问题所用的知识都是基础性的，学生只要有扎实的基础知识、过硬的解题能力和基本实验技能，平时多注意增强发散思维能力和创新能力，这样一定能顺利地解答此类试题。

很多伟大的发明与发现都是源于猜想，猜想是科学探究过程中的一个重要环节，科学探究的思维程序中就包括提出问题和猜想。著名的科学家牛顿说过：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”让我们去大胆地猜想吧！