初中物理电磁学实验资源开发及教学应用

鲍雪峰

（常州市武进区前黄实验学校）

初中物理电磁学实验资源开发及教学应用

鲍雪峰

（常州市武进区前黄实验学校）

对电磁学的学习很容易落入死记硬背的俗套，很容易让学生和老师产生厌烦的情绪，有悖《义务教育物理课程标准》。在教学过程中，老师要充分展示自己的睿智，利用身边的硬件、软件，达到甚至超越教学目的，同时还要让学生轻松、兴奋地学习。电磁现象是物理学中最有趣的物理现象之一，两个物体之间，通过看不见的物质产生了作用，这本身就是一件很神秘的事情。但是，很多老师却没有让学生感受到电磁学的这种神秘。老师应该通过自身的努力让学生感受到这一点，并逐步揭开其神秘的面纱。

电磁学；实验；磁场；可视化

《义务教育物理课程标准》指出：在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。对电磁学的学习很容易落入死记硬背的俗套，很容易让学生和老师产生厌烦的情绪，有悖《义务教育物理课程标准》。在教学过程中，老师要充分展示自己的睿智，利用身边的硬件、软件，达到甚至超越我们的教学目的，同时还要让学生轻松、兴奋的学习。

一、将磁场“可视化”

磁场是磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流作用的媒介，是一种客观存在的物质，但是看不见，这是学生理解电磁学的最大障碍。如何让其“可视化”呢？老师的处理方式基本上有两种：一种是用铁的小棒实验（如图1），另一种是用铁屑实验（如图2）。

图1

图2

图3

这两种方法各有利弊，不过笔者推荐第二种。大部分老师喜欢用第一种器材实验，原因很简单，实验操作简单，现象直观，但是从实验结果来看，限制在特定空间的小铁棒的分布形状与光滑的磁感线之间在思维上还是有很大距离；第二种实验方法却能很好地展示磁场的分布并能顺畅地过渡到磁感线，这正是笔者推荐的原因。但是，用第二种器材实验的老师并不多，原因是该实验不易成功，铁屑很难洒均匀。铁屑要想撒均匀可以先将铁屑放在一个撒辣椒粉的有小孔的容量里，或者面粉筛里，然后轻轻地在磁体周围撒上铁屑。笔者在不同的两个班级分别用第一种和第二种方法展示，学生对第二种惊叹的分贝数明显大于第一种。当然，第二种方法也有弊端，就是不能立体地展示磁场，这时可以用图3的方法展示。

二、将电磁力“可视化”

磁场对电流有力的作用也是使学生感兴趣同时也感到十分困惑的一种物理现象。教科书中提供了好几种电动机的模型。在教学过程中，老师还可以添加一些课外的实验，让学生更加深刻地感受到电磁学的神秘，领悟到电磁学的精髓。下面，笔者就图文并茂地分享一下几个实验以及自己对这些实验的一些思考。

实验一：“最简单”的电动机

九年级物理教科书上介绍了一个简易电动机的制作，形象生动，学生也很感兴趣。最近，笔者看到一个制作更简单的电动机的视频，并自己买来器材，试着自己制作。

【器材准备】一个圆柱形强磁体，一根裸露铜导线（粗一点为好），一节干电池。

【制作步骤】

1.将裸露的铜导线用钳子弯成如图所示形状（如图4）；

2.将铜导线夹在强磁体上（接触良好，相当于电刷）（如图4）；

3.轻轻地拨动铜导线，铜导线就转动起来了。

图4

图5

这个实验已经能够很好地说明电动机工作的原理：磁场对电流的作用。如图5，左右两半边电流方向都向上，而两边铜导线所在位置的强磁场方向却是相反的，根据左手定则，其左右两边受力方向也相反，这样电动机就能持续地转动起来。

做好该实验的关键：①铜导线线圈要对称，笔者发现，若不对称线圈很难持续转动；②普通的铁氧体磁体电阻率大，导电性差，而且磁性不强，所以该实验最好是用稀土材料钕铁硼制成的强磁体。

实验二：简易扬声器

扬声器的原理很简单：磁场对电流的作用——说白了，扬声器就是一个“电动机”：电流通过线圈，把电能转化成机械能（声能）。

但是，扬声器的实际应用却与普通的电动机有极大的差异，即：①电动机的电流可以从电源来，而扬声器的电流从哪儿来？②电动机是用来转动的，而扬声器是用来振动发声的；③电动机的转速一般变化不大，而扬声器的振动频率和幅度时刻都在改变。老师很容易解释这些问题，但是学生却不太容易理解。

有一次，笔者的一个耳机坏了，好奇心驱使我仔细地将其拆卸，发现里面的构造很简单，就是一个可以自由活动的线圈套在一个磁体上，没有其他特别的构造。笔者思考：是否可以用简易的器材自制一个扬声器呢？

【器材准备】一次性泡沫餐盒（只要盖子，做扬声器的纸盆），一卷漆包线，一张A4纸，一张名片，双面胶，热熔胶枪（或其他胶），电烙铁，圆柱形钕铁硼强磁体，废弃耳机的3.5毫米接口。

【制作步骤】

1.从A4纸上裁切两条长方形纸条，宽度略大于强磁体的高度，顺时针把一条卷在磁体上，然后逆时针卷上另一条，把第一条纸条小心抽出，用双面胶固定住剩下的另一条的两端，构成一个两端开口的圆柱筒，可以套在磁体上自由滑动，而没有贴紧（如图6）；