电磁感应实验仪器改装

黄晖

【摘要】 物理是一门自然科学，物理实验直观、形象，能给学生留下深刻的印象，好的物理实验设计对物理知识的掌握有非常重要的作用，还可以提高学生的实验素质，激发学生对物理学习的兴趣，培养学生的创新能力。电磁感应是中学物理重点、难点知识，这部分知识很多的规律、原理我们都是通过实验探究归纳出结论，我们常规的教学是利用电流表的偏转来判断感应电流是否存在，电流表偏转角度大小来判断感应电流大小，通过电流表指针的偏转方向来判断产生的感应电流的方向，教学方式如下。

【关键词】 电磁感应实验仪器 物理

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2017）07-084-02

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这种方式学生给学生提供的信息太多，学生需要先根据电流方向确定电流表指针偏转方向，然后又要根据指针偏转方向判断感应电流方向，学生需要将很多信息进行提炼，又要将实验产生的现象进行归纳总结，而且，教师在演示时，受实验仪器的限制很难达观察到我们需要的效果。

我在多年的教学中，对实验仪器进行了改装，这样学生学生需要提炼、归纳的信息少，实验的现象更容易让学生记住，教学效果较好，而且操作起来又简单、直观。

实验改装一：

我们通过观察LED灯泡是否发光来判断是否有感应电流产生，相对于电流表的偏转视觉效果更加震撼，学生印象更深，而且更容易观察到实验现象，根据灯泡发光亮暗还可以判断电流的大小，可以进一步分析感应电流大小由什么因数决定。

对于感应电流的方向的判断我们可以将上图进行改进。

当L1发光时可以判断线圈产生地感应电流方向由上往下看为逆时针方向，当L2发光时可以判断线圈感应电流由上往下看为顺时针方向，再根据产生的感应电流的方向和原磁通量的变化情况归纳出感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，这样实验结果就水到渠成，这个实验很好地利用了二极管地单向导电性，相对于用电流表来判断，这样的实验需要的实验仪器简单，学生需要提炼的信息较少，操作起来更加简单、直观，比较容易达到实验的目的，产生较好的实验效果。

实验改装二：

使用两根玻璃管（如下图），在其中一根玻璃管上安装若干组（本仪器用10组）闭合线圈（每组350匝，其中一组1200匝用于驱动LED灯），线圈之间适当留一些空隙，右端圆柱形磁体从玻璃管上方下落，到达底部时，LED灯会发光，电流表指针会发生偏转，说明磁铁通过闭合线圈时会有感应电流产生，当我们改变磁铁磁极的方向，电流表偏转方向会发生改变，通过归纳可以得出感应电流方向的判断方法，我们用两条相同的磁体从玻璃管上方同时下落会出现明显的时间差，原因是磁铁在通过右端玻璃管向下运动的过程中线圈中产生了感应电流，线圈产生的感应电流会阻碍自身磁通量的变化，磁铁就会受到线圈的阻碍作用。这样磁铁通过右端绕有线圈的玻璃管的时间会比同样长度左端玻璃管的时间长，通过对时间差的解释，来理解和验证电磁感现象存在事实；这样还可以从阻碍运动的角度对楞次定律阻碍原磁通量的變化进行研究，也就是我们通常所说的磁体通过闭合线圈符合“来拒去留”的原则，磁体通过右端绕有线圈的玻璃管除了受到重力外还受到线圈向上的作用力，磁体下落的加速度小于左端磁体下落的加速度，在下落高度相同的情况下右端所用时间长，到达底端的速度较小，通过这种简单的实验设计，实验现象更加明显、直观，学生对这种接地气的实验更加感兴趣，更容易调动他们对知识的探索和求知的欲望。

总之，实验的目的激发学生学习的兴趣，培养学生学习的积极性、主动性、创造力，好的实验设计应该是操作简单，实验现象明显、直观，学生较容易总结出实验规律，因此，我们在教学中不要拘泥于课本的实验设计，我们要引导学生充分发挥他们的主动性和创造力，让学生在探索中获得知识，在创新中不断进步。