不妨“錯(cuò)”上一回

何文思

一、問題提出

在高三第一輪復(fù)習(xí)中，每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)多、容量大，大部分情況下都得由教師理清解題思路，列出多種解題方法，一節(jié)課下來，學(xué)生很少有時(shí)間提出自己的問題．愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出問題比解決問題更重要，因?yàn)榻鉀Q問題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已．而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，都需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步”．在課堂教學(xué)中，如何讓學(xué)生提出更多的問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?一次在講解一道電磁感應(yīng)題時(shí)，筆者故意“錯(cuò)”上一回，引起學(xué)生激烈的質(zhì)疑．營造出師生共同探討的氛圍，課堂氣氛異?；钴S，因而獲得良好的收效．

題目如圖1所示，水平放置的兩條光滑導(dǎo)軌上有可以自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()．

A．向右加速運(yùn)動(dòng)

B．向左加速運(yùn)動(dòng)

C．向右減速運(yùn)動(dòng)

D．向左減速運(yùn)動(dòng)

教師分析：由圖1可知當(dāng)金屬棒PQ向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，PQ切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生電流增大．使線圈L₂上激發(fā)的磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使穿過線圈L₁的磁通量變大，由楞次定律可知，線圈L₁的回路通過金屬棒MN向右運(yùn)動(dòng)將阻礙原磁通量的增大，故選A；同理B也正確，所以選擇AB選項(xiàng)．

同學(xué)們還有其他方法來分析這道題目嗎?

二、學(xué)生討論

1．正向步步分析法：如果金屬棒PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，用右手定則判定線圈L₂上產(chǎn)生逆時(shí)針的電流，由于電流增大，線圈L₂內(nèi)部磁感應(yīng)線方向向上，再由楞次定律進(jìn)一步判定：線圈L₁上感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，最后運(yùn)用左手定則可判定金屬棒MN受力方向向左，棒MN應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，則A錯(cuò)B正確；同理可知C正確D錯(cuò)．故應(yīng)選BC選項(xiàng)．

2．逆向步步分析法：當(dāng)MN在磁場(chǎng)力的作用下向有運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用左手定則可以判定線圈L₁上有逆時(shí)針的電流，由安培定則判定線圈L₁內(nèi)的磁感應(yīng)線方向向下．如果線圈L₂內(nèi)部磁感應(yīng)線方向向下，則線圈L₂內(nèi)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．由右手定則可判定金屬棒PQ向有運(yùn)動(dòng)且做減速運(yùn)動(dòng)，故C正確；同理，如果線圈L₂內(nèi)部磁感應(yīng)線方向向上，則金屬棒PQ向左運(yùn)動(dòng)且做加速運(yùn)動(dòng)，故B也正確，所以正確答案為BC．

3．逆向推導(dǎo)法：由圖1可知當(dāng)金屬棒MN，在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，MN與線圈L₁構(gòu)成的回路的磁通量有減少的趨勢(shì)，由楞次定律可知，線圈L₂上電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)必增強(qiáng)，即線圈L₂上的電流勢(shì)必變大,則金屬棒PQ向右或向左加速即可，故應(yīng)選AB．

三、問題質(zhì)疑

1．誰是誰非?

老師是從楞次定律出發(fā)進(jìn)行分析：當(dāng)閉合電路的磁通量增大時(shí)，通過減少閉合電路的面積將阻礙原磁通量的變化，此方法可謂簡(jiǎn)潔．學(xué)生的步步分析法是推理細(xì)致，在運(yùn)用右手定則、安培定則、楞次定律和左手定則的基礎(chǔ)上．分步分析，每一步都合情合理．答案是唯一的，誰是誰非，問題癥結(jié)又在哪兒?

2．建立新模型，為什么每種方法都很靈驗(yàn)?

如果金屬棒MN與導(dǎo)軌所在平面垂直于紙面的話(如圖2所示)，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是向右加速運(yùn)動(dòng)或向左加速運(yùn)動(dòng)，上述任一種方法答案結(jié)果卻完全一致，金屬棒MN都是向右運(yùn)動(dòng)，這又是為什么?

3．重新再認(rèn)識(shí)楞次定律

楞次定律的內(nèi)容表述為：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化．理解的關(guān)鍵是“原”字，當(dāng)原磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，可以通過改變閉合電路的面積，從而阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化．圖l中金屬棒MN向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，原磁場(chǎng)不是線圈L₁回路上感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，而是指線圈L₂上電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在螺線管外此磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與金屬棒MN和導(dǎo)軌所在平面平行．及棒MN的運(yùn)動(dòng)并沒有阻礙線圈L₁閉合回路的原磁場(chǎng)磁通量的改變，實(shí)質(zhì)是因?yàn)橥饧哟艌?chǎng)對(duì)金屬棒MN上的電流有力的作用，而使之運(yùn)動(dòng)．所以說，選AB選項(xiàng)為答案的方法是不正確的．當(dāng)金屬棒PQ向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，PQ切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生電流增大，使線圈L₂上激發(fā)的磁場(chǎng)增強(qiáng)，由楞次定律可知，線圈L₁有沿徑向縮小的效果而阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化．

4．這種情況下又該如何判斷？

如果金屬棒MN與導(dǎo)軌所在平面垂直于紙面，并外加垂直該導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)B，如圖3所示，則當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒MN運(yùn)動(dòng)情況將怎樣?此時(shí)我們應(yīng)綜合線圈L₂。上感應(yīng)電流的“原”磁場(chǎng)和外磁場(chǎng)B的共同作用來判定金屬棒MN的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但感應(yīng)電流的磁場(chǎng)必然促使金屬棒MN將阻礙原磁通量的變化．例如，當(dāng)金屬棒PQ向有加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律直接判定線圈L₂上感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)棒MN有向右方向的作用力，而利用步步分析法判定外磁場(chǎng)B對(duì)棒MN作用力方向向左，所以棒MN的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒂蓛烧吆狭Ψ较驔Q定．

四、啟示

課堂上教師不妨“錯(cuò)”上一回，不僅可以激活學(xué)生的思維，而且可以拉近師生間的距離。增強(qiáng)課堂師生對(duì)話與交流．即使教師分析問題真的錯(cuò)上一回，學(xué)生在課堂中即時(shí)捕捉到并及時(shí)指出，教師要善于傾聽．敢于糾正自己的錯(cuò)誤，樂于與學(xué)生積極探討錯(cuò)因，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析研究和解決問題的能力、探索能力和創(chuàng)造精神，對(duì)全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)有著重要的作用．