探究自感現象演示實驗的創新設計范文

本站小編為你精心準備了探究自感現象演示實驗的創新設計參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：自感是高中物理教學中一個非常抽象的基本概念。在課堂教學中通常要借助演示實驗，但教材中設計的通斷電自感演示實驗，教師普遍感覺演示效果不理想，容易使學生產生一些似是而非的觀念。筆者對自感演示實驗進行創新改進，期望達到較好的效果。

關鍵詞：自感；演示實驗；創新設計

1教材中的自感現象演示實驗

教材中通電、斷電自感采用兩個相互獨立的電路。通電自感演示電路（如圖1所示）：①A1、A2使用規格完全一樣的燈泡。②閉合電鍵S，調節變阻器R和R1，使A1、A2亮度相同且正常發光。③然后斷開開關S。④重新閉合S，觀察到燈泡A2立刻正常發光，跟線圈L串聯的燈泡A1逐漸亮起來。斷電自感演示電路（如圖2所示）：接通電路，待燈泡A正常發光。然后斷開S，觀察到S斷開時，A燈突然閃亮一下才熄滅。教材中的演示實驗難以給學生帶來直觀的體驗，容易使學生產生一些似是而非的錯覺。通斷電自感演示不在同一電路中進行，容易使學生產生通斷電自感相互割裂的印象，使學生誤以為電路中電流增加而后又減小的過程只存在于一個現象中；斷電自感演示實驗中燈泡閃亮一下再逐漸熄滅，容易使學生產生斷電瞬間線圈中電流突然增加一下的錯覺；在斷電自感實驗中，無法直觀感受到燈泡A中電流方向的變化；這兩個實驗都無法直觀顯示自感電動勢的方向，而學生對此恰恰是模糊不清的?？梢?，這種演示方式無法達到突破自感教學難點的目的。接通電鍵時，D3立即發亮，D1緩慢發亮，經過一短暫時間后達到最亮，D2不亮（反向截止）。斷開時，D3立即熄滅，D2立即發亮，和D1同步變化，均逐漸變暗，經過一短暫時間后熄滅。雖然改進后的演示電路相對老的演示電路優勢明顯：一個電路演示通斷電自感；能夠比較直觀地觀察到電流和自感電動勢的方向。但是，由于采用二極管這種特殊的電學元件，給學生的理解帶來了一定思維障礙。

2多功能自感演示電路的設計

筆者結合多年的教學實踐，自制了一種多功能自感演示電路（圖4），采用靈敏電流計作為顯示元件。其中，主要元件有靈敏電流計G1、G2（電流從左接線柱進入指針左偏，電流從右接線柱進入指針右偏），自感線圈L,滑動變阻器電阻R、R1，電源（1.5V）和電鍵K。閉合電鍵時，G2的表針立即向右偏轉到最大，G1的表針向右緩慢增大到最大值。這一現象說明了電流是從左向右的，線圈中產生了阻礙電流立即增加的自感電動勢（方向與原電流方向相反）。當斷開電鍵時，G1表針緩慢回零，G2表針先跳到反向（向左）最大，再與G1表針等幅、反向、同時緩慢回零。這一現象表明自感電動勢使回路產生沿L—G1—G2—R—L流向的電流，并從穩定值減小到零，線圈中產生了阻礙電流立即減小的自感電動勢（方向與原電流方向相同）。

這種創新自感演示電路，裝置簡單，易于操作，現象明顯，能快速導入新課，與教材演示電路乃至改進后的演示電路相比優點明顯：一個電路演示通斷電自感現象，消除了舊演示電路對自感現象造成的誤解；通電后兩表針達到最大值的時間差大，學生能充分體驗自感電動勢對電流增大的阻礙作用，斷電自感電流持續時間長，G2表針反跳幅度大，不會形成表針反跳是由于慣性造成的錯覺，這有利于啟發學生對自感現象中能量轉化的思考；電表表針擺角與電流大小成正比，能直觀反映電流的大小和變化；表針的擺向能直觀反映電流的方向，能使學生進一步鞏固、加深對楞次定律的理解，能鮮明地揭示自感現象的實質是磁場的變化；避免使用學生存在思維障礙的抽象元件二極管導致的注意力分散，使學生把注意力集中到自感現象本身上來。

參考文獻：

[1]胡東芳,孫軍業.困惑及其超越———解讀創新教育[M].福州：福建教育出版社,2001.

[2]劉德華.觸動課堂教學的靈魂———物理活動教學設計的幾個原則[J].物理教學探討,2013，31（9）：12-13.

[3]邱紅.初中物理探究式教學中有效理答的幾點措施[J].物理教學探討,2015，33（12）：21-23.

作者：陳強燕 單位：江蘇省石莊高級中學