两台Lenz定律演示教具的制作_楞次定律论文

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目前,学校一般使用的楞次定律演示教具还是20世纪80年代就已使用的教具。比如,用线圈加电流表,再外加一块磁铁,并利用磁铁插入和拔出线圈的方法观察感应电流的方向以判断感应电流的磁场方向,从而分析得出楞次定律。这种通过感应电流的方向判断感应磁场的方向,再与原磁场方向比较以推导楞次定律的方法,具有复杂、不直观的缺陷。

笔者查阅了大量资料,并考虑了成本和效果因素,特设计了两个有针对性的楞次定律演示教具。下面,笔者谈谈以一块铁硼强磁铁和漆包线为主要材料设计制作的上述实验教具,希望与同行共同探讨。

一、来拒去留环

1.实验器材。0.5 mm漆包线若干、铁硼强磁铁一块、吸管一根、牙签一根、萝卜一个。

2.教具制作与实验操作。先用小刀在吸管中间钻一个小孔(不要钻穿另一边);然后剪两段各约25 cm的漆包线做成线圈(其中一个的接口处用砂纸打磨掉漆,另一个不用打磨),并用胶布胶好,再在打磨掉漆的一个线圈上做好标记;用胶布将两个线圈分别固定在吸管的两端,接着把牙签插入吸管中间的小孔;最后把牙签固定在切成锥形的萝卜底座上,再进行微调使线圈两边平衡。这样,一个来拒去留环就做好了(图1)。当你将磁铁靠近接口打磨好的线圈时,线圈会远离磁铁;当你将磁铁从接口打磨好的线圈中拔出时,线圈会靠近磁铁;当你将磁铁靠近或者远离未打磨接口的线圈时,线圈无反应。

二、楞次定律演示仪

1.实验器材。0.5 mm漆包线若干,铁硼强磁铁一块,“营养快线”空塑料瓶一个,5 mm红、蓝LED灯各一盏,约50 mm长细绳4根。

2.教具制作与实验操作。

(1)将“营养快线”空塑料瓶两端去掉,并在两端对称的位置钻4个小孔。

(2)将0.5 mm漆包线在瓶体上绕大约120匝,再将红、蓝两盏LED灯反向排列,以并联方式连接好,再与线圈两线头串联接好,如图2所示。

(3)将4根细绳分别穿过瓶体的4个小孔,并将细绳拴好。

在演示时,教师可叫两个学生分别提起两边的细绳将线圈静止在空中;当磁铁一端插入瓶体时,两盏灯中的红色LED灯会亮(同时瓶体会远离),就可以判定感应电流的方向,再判定感应磁场的方向,我们将发现这两个磁场的方向是反向的;反之,当磁铁一端从瓶体中拔出时,两盏灯中的蓝色LED灯会亮(同时瓶体会靠近),这样,就可以判定感应电流的方向,再判定感应磁场的方向,我们将发现这两个磁场的方向是同向的。

该实验装置可以让学生根据LED灯的发光情况判定感应电流方向,判断感应磁场方向,再与原磁场方向比较以推导出楞次定律的规律。

总之,上述自制教具符合新课标的理念,且实验材料都来自于学生的生活用品,学生更易于理解和掌握。同时,上述两个实验教具的制作难度不大,不但可以让学生亲自动手制作,而且很容易激发学生的学习兴趣和提高其创新能力。

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