大學(xué)物理教學(xué)中對(duì)“法拉第電磁感應(yīng)定理”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

【摘要】在大學(xué)物理的教學(xué)實(shí)踐中，法拉第電磁感應(yīng)這一定理的教學(xué)大多數(shù)是以定性的內(nèi)容簡(jiǎn)介形式進(jìn)行，生澀繁瑣，難以理解。該定理的教學(xué)如何更有效這一難題的解決對(duì)于教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)都有著重要的作用?；诖髮W(xué)物理課堂中該定理的教學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)該定理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在很多問(wèn)題。基于上述問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)，圍繞該定理的兩個(gè)基本變量的內(nèi)容，研究該定理在大學(xué)物理課堂中的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)形式，以定量的方式來(lái)探討該試驗(yàn)改進(jìn)的方面和結(jié)果。經(jīng)由對(duì)該定理的試驗(yàn)改進(jìn)分析后，探討其對(duì)于大學(xué)物理教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理教學(xué) 法拉第電磁感應(yīng)定理 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）37-0135-02

物理是高等理科性院校必學(xué)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，它對(duì)于大學(xué)生物理基本水平的奠定有重要作用[1]。這是該課程有別于其他課程最明顯的優(yōu)勢(shì)。在物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，電磁學(xué)是每個(gè)學(xué)生都不可能避免的一個(gè)主題。而法拉第的電磁感應(yīng)定理又是整個(gè)過(guò)程中最重要的一個(gè)方面，這是很多考試中都肯定存在的內(nèi) 容[2]。在正式課堂中，為了能夠進(jìn)一步對(duì)該定理進(jìn)行順暢驗(yàn)證，本文試圖對(duì)其實(shí)驗(yàn)提出一些改進(jìn)方式，來(lái)使得大學(xué)物理課堂中該定理的教學(xué)順利進(jìn)行。

1.“法拉第電磁感應(yīng)定理”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)分析

物理學(xué)科的教學(xué)大多都是以實(shí)驗(yàn)形式展開(kāi)，而在這之中，電磁學(xué)的教導(dǎo)百分之九十以上都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行。想要學(xué)好法拉第電磁感應(yīng)定理，在大學(xué)的物理課程中，必須改進(jìn)實(shí)驗(yàn)形式。如何在該定理教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行精煉化、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加強(qiáng)效用性、對(duì)教學(xué)效率進(jìn)行強(qiáng)化，這些都是值得研究的問(wèn)題?，F(xiàn)在的教學(xué)中，對(duì)該定理的講解，一般以內(nèi)容演示形式的試驗(yàn)方式為主，為取得試驗(yàn)結(jié)果，在教學(xué)中需要各種各樣的儀器。它們準(zhǔn)備起來(lái)過(guò)于繁瑣，操作起來(lái)過(guò)于困難，這就導(dǎo)致最終的教學(xué)效率過(guò)低。如何減少準(zhǔn)備過(guò)程的任務(wù)量，而且還使其不會(huì)影響教學(xué)效果，這是大學(xué)物理教師們不得不面對(duì)的難點(diǎn)。本文擇取具有普遍應(yīng)用效用的實(shí)驗(yàn)道具，設(shè)計(jì)了在該定理的兩個(gè)基本變量上的創(chuàng)新改進(jìn)形式。通過(guò)該改進(jìn)，來(lái)檢測(cè)是否能夠更好的以定量的形式對(duì)該定理進(jìn)行教學(xué)。

1.1實(shí)驗(yàn)原理

通過(guò)對(duì)于試驗(yàn)線圈數(shù)量多少的更變與磁感線進(jìn)行切割頻率的更變等多種變量的變化對(duì)比研究，對(duì)于得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，來(lái)定量分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這一基本問(wèn)題與各變量的關(guān)系。

1.2對(duì)于磁通量變量的定量分析上的改進(jìn)

將實(shí)驗(yàn)所用道具的線圈與電流的測(cè)算器材相聯(lián)結(jié)，先擇取一個(gè)基礎(chǔ)的條形磁鐵，然后將其從設(shè)定線圈的上端放入，使其滑入道具中，可以從電流的測(cè)算儀上看出，電流計(jì)進(jìn)行了3個(gè)方格的移動(dòng)。擇取兩個(gè)條件相同的磁鐵，將其捆綁在一起，再次將其從設(shè)定的線圈上端放入，使其滑入道具中，磁通量在此過(guò)程中的變化效率提高2倍，可以從電流的測(cè)算儀上看出，電流計(jì)進(jìn)行了6個(gè)方格的移動(dòng)，結(jié)果也是上次方式的2倍。這從定量來(lái)說(shuō)，該試驗(yàn)的改進(jìn)以數(shù)量的驗(yàn)證方式說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量這一基本變量有成正比的規(guī)律。

1.3 對(duì)于線圈變量的定量分析上的改進(jìn)

再次將實(shí)驗(yàn)所選取的線圈與電流計(jì)相聯(lián)結(jié)，先擇取一條形磁鐵，將其從選定線圈數(shù)的道具上端放入，使其滑入其中，可以看出，電流計(jì)進(jìn)行了2個(gè)方格的移動(dòng)。擇取的另一個(gè)線圈匝數(shù)只有上一個(gè)道具的一半，堅(jiān)持既定電阻量不更改，將以條形磁鐵從該線圈數(shù)只有一半的道具上端放入，使其劃入其中，電流計(jì)進(jìn)行了1個(gè)方格的移動(dòng)，其所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也只有上一道具結(jié)果的一半，這從定量來(lái)說(shuō)，該試驗(yàn)的改進(jìn)以數(shù)量的驗(yàn)證方式說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈量這一基本變量有成正比的規(guī)律。

以上經(jīng)由對(duì)變量的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)具體的量化數(shù)值來(lái)體現(xiàn)其定理規(guī)律，在一定程度上使其物理教學(xué)更易于被學(xué)生接受。

2.“法拉第電磁感應(yīng)定理”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)效果研究

2.1實(shí)現(xiàn)在大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中的減負(fù)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)改進(jìn)形式的介紹及基本數(shù)據(jù)的展示可以發(fā)現(xiàn)，定量試驗(yàn)方式經(jīng)由對(duì)基本變量的更變，將其道具與電流儀相聯(lián)結(jié)，可以看出電流的變化及數(shù)據(jù)。經(jīng)由該試驗(yàn)的改進(jìn)后，道具更加精簡(jiǎn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加明了化、教學(xué)效率更加加強(qiáng)化，教學(xué)減負(fù)更加實(shí)際化。

2.2增進(jìn)大學(xué)生對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的理解

在該試驗(yàn)改進(jìn)過(guò)程中，具體形式簡(jiǎn)便，操作便捷。學(xué)生完全可以在試驗(yàn)之后直接得出定理內(nèi)容，這樣的形式使得學(xué)生能夠加深對(duì)該定理的印象與理解程度。通過(guò)定量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以數(shù)字的形式展示結(jié)果，這樣的方式更直接，學(xué)生也更易于接受，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思想。

3.結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)大學(xué)物理中法拉第電磁感應(yīng)這一基本定理在教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析，根據(jù)對(duì)該定理中的兩個(gè)基本變量的改進(jìn)形式的探討來(lái)實(shí)現(xiàn)本文改進(jìn)試驗(yàn)。通過(guò)探討發(fā)現(xiàn)，對(duì)于“法拉第電磁感應(yīng)定理”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，可以有效地實(shí)現(xiàn)在大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中的減負(fù)，還可以極大限度的增進(jìn)大學(xué)生對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭鐘樊， 代偉， 王丹，等. 法拉第電磁感應(yīng)定律定量分析探究演示儀[J].物理實(shí)驗(yàn)， 2017（5）：55-57.

[2]袁俊.“法拉第電磁感應(yīng)定律”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考， 2018（3）：138-141.

作者簡(jiǎn)介：

楊綜緯（1999-），男，漢族，陜西西安人，本科，研究方向：數(shù)學(xué)建模工程。