讓金屬桿“聽話”地動(dòng)起來(lái)

袁學(xué)貞

摘 要：在“探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生是根據(jù)金屬桿“動(dòng)起來(lái)”“怎樣動(dòng)”得出結(jié)論的，因此金屬桿的“動(dòng)”很關(guān)鍵。本文介紹的實(shí)驗(yàn)裝置，改進(jìn)了教材實(shí)驗(yàn)裝置，便于學(xué)生操作，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用；金屬軌道；鋁桿；學(xué)生電源

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）8-0061-2

滬科版九年級(jí)教材第十七章第二節(jié)中的實(shí)驗(yàn)“科學(xué)探究：電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)”中，“探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1[1]。

該實(shí)驗(yàn)的困難主要有：（1）較長(zhǎng)的金屬軌道及軌道支架在實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)效果較差。

在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們教研組通過(guò)研究交流，選取了合適的器材，恰當(dāng)?shù)亟M裝，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，解決了關(guān)鍵問(wèn)題，讓金屬桿“聽話”地動(dòng)起來(lái)，取得了良好的教學(xué)效果。現(xiàn)介紹如下：

1 實(shí)驗(yàn)器材

學(xué)生電源、蹄形磁鐵、兩個(gè)長(zhǎng)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(gè)長(zhǎng)方體木塊可用裝修用方子木做成，其長(zhǎng)、寬、高分別為10.0 cm、 3.0 cm、1.8 cm；

（2）用鋸分別在每一個(gè)長(zhǎng)方體木塊上鋸兩個(gè)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(zhǎng)為1.8 cm的小管，將小管嵌入長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)木塊之間的距離，做成軌道；

（2）用鉛筆芯在軌道上來(lái)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(chǎng)中，即可觀察到鋁桿的運(yùn)動(dòng)情況。

3 優(yōu) 點(diǎn)

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(guò)探究活動(dòng)能較快地發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用及導(dǎo)體受力方向與電流方向、磁場(chǎng)方向的關(guān)系。

4 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵說(shuō)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(shí)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(guò)大會(huì)造成電源過(guò)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(dòng)；

（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干電池耗電快，造成后期實(shí)驗(yàn)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(jí)全一冊(cè)[M].上海：上?？萍汲霭嫔?，2013.

[2]王柏廬.從對(duì)鉛筆芯的探究榮獲諾貝爾獎(jiǎng)?wù)勂餥J].物理教學(xué)探討，2012，30（11）：1—3.