孫秀萍

[摘要]本文以第一人稱的口吻，介紹了法拉第不怕困難，頑強(qiáng)奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的事跡，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)與研究中能樹立堅(jiān)韌不拔、持之以恒的頑強(qiáng)意志，讓學(xué)生親身體會(huì)到物理學(xué)家的人格美、情操美。通過師生共同研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，使學(xué)生感受物理學(xué)推理的過程中的邏輯美。設(shè)想—實(shí)驗(yàn)—總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生“真理來源于實(shí)踐”，又反過來為實(shí)踐服務(wù)的辯證唯物主義的世界觀。

[關(guān)鍵詞]電磁感應(yīng)定律 教學(xué)設(shè)計(jì)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條件

教學(xué)目的：定性分析各種常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。

教學(xué)方法：演示法、實(shí)驗(yàn)法、講授法（用第一人稱讓學(xué)生親身體驗(yàn)法拉第這位偉大科學(xué)家的科學(xué)歷程）。

教學(xué)重點(diǎn)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系

教學(xué)難點(diǎn)：閉合電路中磁通量變化的判定。

教學(xué)內(nèi)容：電磁感應(yīng)定律——電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生條件

教學(xué)器材：電流計(jì)、線圈、開關(guān)、條形磁鐵、導(dǎo)體棒、電源、導(dǎo)線、軟鐵環(huán)、銅絲線、長木頭

教學(xué)內(nèi)容和過程：

一、我的個(gè)人經(jīng)歷

我的一生是在逆境中頑強(qiáng)奮斗的一生。我是一名最喜歡實(shí)驗(yàn)、酷愛實(shí)驗(yàn)的人。1791年9月22日，我生于倫敦郊區(qū)的紐因頓的一個(gè)貧窮的家庭，父親是個(gè)鐵匠，有十個(gè)孩子，家境十分不佳，少年的我只學(xué)會(huì)了讀書寫字便失學(xué)了。13歲時(shí)，我進(jìn)了一家印刷廠當(dāng)童工，14歲成為裝訂徒工。利用工作之便，我經(jīng)常禁不住翻開我要裝訂的書籍，讀讀其中的內(nèi)容，正是這樣的情況下，我學(xué)到不少科學(xué)知識(shí)，業(yè)余時(shí)間，我也試著做了幾個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，還裝了一臺(tái)起電機(jī)，我21歲時(shí)，當(dāng)時(shí)著名的化學(xué)家戴維在皇家研究做的一系列化學(xué)講演，我得到了一張票，我發(fā)現(xiàn)自己完全能聽懂戴維的講演，十分驚喜，這說明多年來的苦讀并非徒勞，整個(gè)講座期間，我認(rèn)真聽講，并作了詳細(xì)的筆記，此后，我將自己的筆記交給戴維，戴維為我的自學(xué)才能和好學(xué)精神感動(dòng)，為我在實(shí)驗(yàn)室安排了一份洗瓶子工作，我愉快地接受了這個(gè)工作，雖然工資比當(dāng)裝訂工時(shí)還低。22歲的我正式當(dāng)上了戴維的助手，走進(jìn)了我夢寐以求的科學(xué)殿堂。

二、我的實(shí)驗(yàn)歷程：

1.自奧斯特實(shí)驗(yàn)后，我也像許多科學(xué)家一樣，相信不僅有電流的磁效應(yīng)，而且也應(yīng)有磁的電流效應(yīng)。我33歲時(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)這種效應(yīng)。讓兩根導(dǎo)線平行放置，然后在一根導(dǎo)線中通電，看看另一根導(dǎo)線中會(huì)不會(huì)有電流感應(yīng)，我希望看到導(dǎo)線中產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，結(jié)果瞬間電流感應(yīng)未被注意，以后多次實(shí)驗(yàn)均無結(jié)果。請(qǐng)同學(xué)們幫我想想為什么？

2.我40歲時(shí)設(shè)計(jì)了幾個(gè)新的實(shí)驗(yàn)。

在一個(gè)軟鐵環(huán)上繞了兩段線圈，一段線圈與電池相連，另一個(gè)則與電流計(jì)相連，當(dāng)電池接通時(shí)，電流計(jì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩，但不久又恢復(fù)到零位置。當(dāng)電池?cái)嚅_時(shí)，電流計(jì)又發(fā)生同樣的現(xiàn)象。請(qǐng)同學(xué)們幫助我解決這一難題：

同年，我又作如下實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)磁鐵接近或離開線圈時(shí)，電流計(jì)都有短暫的反應(yīng)，這表明，磁確實(shí)可以產(chǎn)生電，雖然只是短暫的。請(qǐng)同學(xué)們解釋此現(xiàn)象：

同年，我又設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)

將兩根絕緣銅線分別繞在同一根木頭上，形成兩組線圈，一組與電流計(jì)相連，另一組與電池相連，情況依舊，當(dāng)電池接通或斷開時(shí)，電流計(jì)指針跳動(dòng)，隨后就回到零位。請(qǐng)同學(xué)們解釋此現(xiàn)象？

我進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，僅僅用一根永磁棒插入或撥出線圈，就能從與線圈相連的電流計(jì)中發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)同學(xué)們解釋此現(xiàn)象？我十分清楚，我已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)證明了感應(yīng)電流的存在。

學(xué)生總結(jié)：

1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

3.從能量守恒的角度解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象

我40歲那年，向皇家學(xué)會(huì)提交了一篇論文，報(bào)告了我的重大發(fā)現(xiàn)，感應(yīng)電流的發(fā)現(xiàn)有著重大的意義，它意味著通過連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，磁體可以不間斷地得到電流，后來，我又做了模型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的問世，預(yù)示著人類電氣時(shí)代的到來。

教學(xué)說明：

1.德育滲透點(diǎn)

通過介紹法拉第不怕困難，頑強(qiáng)奮戰(zhàn)十年，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的事跡，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)與研究中能樹立堅(jiān)韌不拔、持之以恒的頑強(qiáng)意志。通過法拉第研究電磁感應(yīng)的史實(shí)及演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生悟出學(xué)習(xí)物理的重要方法。設(shè)想——實(shí)驗(yàn)——總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生“真理來源于實(shí)踐”，又反過來為實(shí)踐服務(wù)的辯證唯物主義的世界觀。

2.品德滲透點(diǎn)

法拉第聲名大振，數(shù)不清的榮譽(yù)向他襲來，但他依然像當(dāng)年那個(gè)學(xué)徒工那樣對(duì)科學(xué)一往情深，而對(duì)金錢和地位不屑一顧，成名之后，他熱情地給普通群眾主辦通俗科學(xué)講座，希望科學(xué)能像當(dāng)年在他心中引起崇高的理想那樣教育一代青年人，據(jù)說法拉第是一位很不錯(cuò)的演說家，作家狄更斯以及王室成員都是他忠實(shí)的聽眾，有人曾建議他當(dāng)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)長，他沒有答應(yīng)，國王要封他爵位，他也謝絕了，50年代，英俄交戰(zhàn)時(shí)，英國政府曾請(qǐng)法拉第領(lǐng)導(dǎo)研制毒氣，被法拉第斷然拒絕，他臨終前要求，葬禮盡量簡樸，不要立紀(jì)念碑，1867年8月25日，法拉第在倫敦謝世，遵遺囑沒有舉行大的送葬儀式，他在長達(dá)四十二年（1820-1862）的科研生涯中，每天堅(jiān)持對(duì)當(dāng)天的實(shí)驗(yàn)情況作詳細(xì)記錄，這些日記于1932年為紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)100周年出版，煌煌七大卷，長達(dá)3236頁的巨著，記載了這位科學(xué)偉人的畢生心血，生活于電氣化時(shí)代的我們，全都緬懷這位電學(xué)大師的豐功偉績。

5.展望未來

通過法拉第對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，了解對(duì)金錢、地位、榮譽(yù)的不屑一顧，希望對(duì)我們的學(xué)生來說，是人生的一大洗禮！希望通過法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，樹立“我能行”的信心！

附：

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[7]秦曾煌.電工學(xué)高等教育出版社.2002

[8]電工學(xué).中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.2001

（作者單位：包頭師范學(xué)院 物理系 內(nèi)蒙古包頭市）