袁學(xué)貞
摘 要:在“探究磁場對通電導(dǎo)體的作用”實驗中,學(xué)生是根據(jù)金屬桿“動起來”“怎樣動”得出結(jié)論的,因此金屬桿的“動”很關(guān)鍵。本文介紹的實驗裝置,改進(jìn)了教材實驗裝置,便于學(xué)生操作,取得了良好效果。
關(guān)鍵詞:磁場對通電導(dǎo)體的作用;金屬軌道;鋁桿;學(xué)生電源
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)8-0061-2
滬科版九年級教材第十七章第二節(jié)中的實驗“科學(xué)探究:電動機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動”中,“探究磁場對通電導(dǎo)體的作用”的實驗裝置如圖1[1]。
該實驗的困難主要有:(1)較長的金屬軌道及軌道支架在實驗室中較難找到;(2)由于金屬桿與金屬軌道之間接觸不良、摩擦較大等原因,通電后金屬桿不運動,實驗效果較差。
在準(zhǔn)備實驗時,我們教研組通過研究交流,選取了合適的器材,恰當(dāng)?shù)亟M裝,經(jīng)過多次實驗,解決了關(guān)鍵問題,讓金屬桿“聽話”地動起來,取得了良好的教學(xué)效果?,F(xiàn)介紹如下:
1 實驗器材
學(xué)生電源、蹄形磁鐵、兩個長方體木塊、兩根自行車車條、鋁桿、兩根帶鐵夾的導(dǎo)線、簽字筆芯管、鉛筆芯等,如圖2所示。
(1)兩個長方體木塊可用裝修用方子木做成,其長、寬、高分別為10.0 cm、 3.0 cm、1.8 cm;
(2)用鋸分別在每一個長方體木塊上鋸兩個條形槽,兩條形槽之間的距離為5.5 cm;
(3)將簽字筆芯管截成長為1.8 cm的小管,將小管嵌入長方體木塊上的條形槽中,用膠粘好固定;
(4)鋁桿是家庭電路中輸電線的線芯,其橫截面積為4 mm2或6 mm2,長約8.0 cm;
(5)自行車車條、鋁桿一定要去彎取直,表面要光滑。
2 器材的組裝
(1)把兩長木塊放在水平桌面上,將兩根車條插入筆芯管中,調(diào)整兩長木塊之間的距離,做成軌道;
(2)用鉛筆芯在軌道上來回摩擦,由于鉛筆芯的主要成份是導(dǎo)電的石墨,軌道光滑導(dǎo)電[2];
(3)用導(dǎo)線將兩軌道接在學(xué)生電源上,閉合開關(guān),電源電壓調(diào)為4.5 V;
(4)將鋁桿兩端(與軌道接觸的部分)涂上石墨粉,放置在軌道上,使其處于蹄形磁鐵產(chǎn)生的磁場中,即可觀察到鋁桿的運動情況。
3 優(yōu) 點
所用器材取材于生活中常見的材料,容易找到;該裝置便于學(xué)生操作,現(xiàn)象明顯,學(xué)生通過探究活動能較快地發(fā)現(xiàn)磁場對通電導(dǎo)體的作用及導(dǎo)體受力方向與電流方向、磁場方向的關(guān)系。
4 實驗關(guān)鍵說明
(1)在軌道及鋁桿上涂抹石墨粉,是保證它們之間接觸良好,同時起到減小摩擦的作用;
(2)學(xué)生電源電壓調(diào)為3 V或4.5 V即可,電壓過大會造成電源過載而切斷電路;
(3)簽字筆芯管的作用是固定自行車車條(軌道),避免被蹄形磁鐵吸引發(fā)生位置移動;
(4)實驗過程中干電池耗電快,造成后期實驗中電流小,現(xiàn)象不明顯,因此用學(xué)生電源代替干電池。
參考文獻(xiàn):
[1]義務(wù)教材教科書 物理九年級全一冊[M].上海:上海科技出版社,2013.
[2]王柏廬.從對鉛筆芯的探究榮獲諾貝爾獎?wù)勂餥J].物理教學(xué)探討,2012,30(11):1—3.