阮傳志??
“互感”和“自感”現(xiàn)象概念相對比較抽象,盡管它們在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用,但學(xué)生對相關(guān)知識的了解卻很有限,對教材(人教版高中物理選修3-2)中提到的一些應(yīng)用實(shí)例如“收音機(jī)”、“自感電動勢燒蝕開關(guān)”等知識知之甚少,為了加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識,將抽象的概念具體化,體現(xiàn)從“從生活走向物理,從物理走向生活”的教學(xué)理念,筆者設(shè)計了兩個課堂演示實(shí)驗(yàn),它們操作簡單,現(xiàn)象明顯,說理清楚,趣味性強(qiáng),對課堂教學(xué)能起到很好的輔助作用,茲介紹如下.
演示實(shí)驗(yàn) 一:“互感”現(xiàn)象的應(yīng)用——制作簡單的收音機(jī)
為了介紹“互感”現(xiàn)象的應(yīng)用,教材例舉了“收音機(jī)”的例子,如圖1所示為教材的插圖,很明顯這個例子及其所配的插圖存在以下不足:首先是插圖的可視性差,學(xué)生難以抓住觀察重點(diǎn);再者是“收音機(jī)”這種電子產(chǎn)品,遠(yuǎn)離學(xué)生生活,學(xué)生知道有這個東西,但使用少,相對陌生;還有就是即便手邊有收音機(jī),有打開看看的好奇心和“研究能力”的“熊孩子”越來越少,這一不足,可以通過設(shè)計、制作、使用如下的演示實(shí)驗(yàn)來彌補(bǔ).
【器材】:大線圈一個(500~1000匝);小線圈一個(約100匝);軟鐵棒一根(粗細(xì)能插入小線圈);有源音箱(帶原配信號線一根)一個;導(dǎo)線四根.
【制作】:1.將有源音箱的信號線在中間位置裁成兩段,取前半段,在剪裁端剖出兩根芯線,分別與小線圈的兩接線柱相接(使小線圈能連接耳機(jī)插孔).
2.將有源音箱的信號線裁下的后半段,在剪裁端剖出兩根芯線,分別接大線圈的兩接線柱(即大線圈與音箱組成一個回路).
3.組裝、連接如圖2所示.
【操作】1.將電腦(或MP3、手機(jī)等)放出音樂;
2.將信號線插頭插入電腦(或MP3等)的耳機(jī)接口(即將小線圈接聲源).
3.將大線圈(通過后半段信號線)接入有源音箱的音頻接口,并打開音箱電源;
4.并將小線圈插入大線圈中,音箱開始播放電腦(或MP3、手機(jī)等)音樂,這就是個簡單的收音機(jī).
5.調(diào)節(jié)音量旋鈕,將音量調(diào)到合適.
【闡釋的問題】:一個線圈的電流變化時,它所產(chǎn)生的變化磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.利用“互感”現(xiàn)象,可以將能量傳遞到另一個線圈,因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用.
演示實(shí)驗(yàn)二:“自感”現(xiàn)象的危害——斷開開關(guān)
電火花點(diǎn)燃小火炬:為介紹“自感”現(xiàn)象的危害,教材例舉了“自感電動勢燒蝕開關(guān)”的例子,如圖3所示為教材的插圖,顯然它也有明顯的不足之處:一是真實(shí)實(shí)驗(yàn)有困難(不少學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室不具備實(shí)驗(yàn)條件,高級中學(xué)很少有學(xué)校配備工程技術(shù)類實(shí)驗(yàn)器材.),二是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作有一定危險性,所以模擬實(shí)驗(yàn)是最理想的解決之策.
【器材】:線圈一個(約1000匝),導(dǎo)線6根,開關(guān)一個,小燈泡(額定電壓2.5 V)一個,電池盒一個,干電池4~6節(jié),鑷子一把,脫脂棉少許,打火機(jī)油少許.
【制作】:1.如圖4所示,將線圈、小燈泡、開關(guān)串聯(lián).
2.將電源接入電路.
【操作】:1.閉合開關(guān),小燈泡發(fā)光,顯示電路完好.
2.手持線圈與小燈泡間的導(dǎo)線,松動導(dǎo)線與線圈的接線柱,做連續(xù)通斷的動作,模擬開關(guān)通斷,觀察接線柱處有電火花放出.
3.用攝子取少量脫脂棉,滴上少許打火機(jī)油,做成小火炬,靠近連續(xù)通斷的接線柱處.
4.重復(fù)操作步驟2,電火花將小火炬點(diǎn)燃.
【闡釋的問題】:
1.在變壓器、電動機(jī)等設(shè)備中有匝數(shù)很多的線圈,當(dāng)電路開關(guān)斷開時會產(chǎn)生很大的自感電動勢,使得開關(guān)中的金屬片之間產(chǎn)生電火花,燒蝕接觸點(diǎn),甚至引起人身傷害.
2.提醒學(xué)生在易燃易爆的環(huán)境的環(huán)境中,正確用電,合理避險,如遇室內(nèi)燃?xì)庑孤?,?yīng)立即打開門窗通風(fēng),迅速離開現(xiàn)場,切勿動任何電器開關(guān)!
以上兩個演示實(shí)驗(yàn),都是根據(jù)相關(guān)知識,針對教學(xué)內(nèi)容設(shè)計,可以彌補(bǔ)教材不足,活躍課堂氣氛,引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,效果震憾,體驗(yàn)真切,說理清楚,激發(fā)探究精神,感悟?qū)嶒?yàn)真諦.當(dāng)然,如果能將其設(shè)計成學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生動腦、動手,教學(xué)效果可能會更好一些.