張婷婷 徐曉梅
高中物理“楞次定律”內(nèi)容涉及感應電流的產(chǎn)生條件、右手螺旋定則等知識。實驗探究中包括諸多因素,且各因素間關系隱蔽,需要很強的邏輯性和概括性加以理解。下面介紹的自制教具,制作簡單,演示感應電流的產(chǎn)生條件、右手螺旋定則時操作方便,實驗現(xiàn)象明顯。教具不僅能激發(fā)學生的學習興趣,也有助于學生對重難點知識的理解。
1閃爍的小燈
1.1實驗器材
木架1個,藍色、黃色發(fā)光二極管(2 V)各11個,2塊泡沫塑料板(20 cm×5 cm×1.5 cm),彈簧1根,5個圓柱形釹鐵硼磁鐵(23 mm×10 mm)組成的強磁體,漆包線(0.7 mm)繞成的線圈(約2000匝),導線若干,木板(21 cm×10 cm),白紙,黑色油性筆,電烙鐵,焊錫絲,助焊膏或劑,萬用表等。
1.2裝置制作
如圖1所示,分別將藍色和黃色的11個發(fā)光二極管正極朝上、負極朝下等間距固定在2塊泡沫塑料板上,從左往右依次將后一個發(fā)光二極管的正極焊接在前一個的正極上。然后將線圈固定在木架上,并將兩排發(fā)光二極管并聯(lián)接在線圈的兩端。注意漆包線是絕緣的,焊接時應將漆包線上的漆磨干凈。最后將白紙包在木板上,用油性筆在白紙上畫出兩排發(fā)光二極管的電路圖,并將其固定在兩排發(fā)光二極管中間。
1.3實驗方法
將彈簧上端固定在木架上方中央處,下端與強磁體互相吸引,用手向下拉伸彈簧隨后放手,彈簧上下振動,使強磁體在線圈中上下運動。此過程中可以觀察到,藍色和黃色的兩排發(fā)光二極管交替閃爍,如圖2所示。
1.4裝置優(yōu)點
可以用于楞次定律的新課引入。閃爍的小燈既可以吸引學生的注意力,又能復習感應電流的產(chǎn)生條件,還能根據(jù)交替閃爍的不同顏色的發(fā)光二極管,判斷出線圈里產(chǎn)生了不同方向的感應電流。
2叛逆的小車
2.1實驗器材
漆包線(直徑0.1 mm)繞成的直徑為10 cm的線圈(約6 500匝),釹鐵硼超強磁鐵(8 cm×8 cm×2 cm)1塊,防水接線盒1個,2根長10 cm的細木棒,玩具車輪4個,熱溶膠若干,花紋紙1張。
2.2裝置制作
如圖3所示,首先在防水接線盒兩側打4個孔,并使兩根細木棒穿過,作為小車的車軸。其次把4個玩具車輪子安裝在細木棒的兩端,并用紅色熱熔膠固定。緊接著用熱熔膠將門字塑料框固定在小車上,并將線圈固定在其上,最后用花紋紙粘貼小車表面。
2.3實驗方法
分別將強磁鐵的N極和S極快速靠近和遠離
小車上的線圈(如圖4所示)。此過程中可以觀察到,當磁鐵的N極靠近線圈時,線圈向遠離磁鐵的方向運動,小車呈現(xiàn)“來拒”現(xiàn)象;當磁鐵的N極遠離線圈時,線圈向靠近磁鐵的方向運動,小車呈現(xiàn)“去留”現(xiàn)象。
2.4裝置優(yōu)點
可根據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引,推出感應電流產(chǎn)生的磁場方向,引出楞次定律。