初中物理演示实验的开发关于磁感线演示实验的改进(2)

二、磁感线与磁感线的分布 磁感应线的概念是由著名物理学家法拉第第一个建立的。磁感线是在磁场中是不存在的并且有特定方向的曲线(当然也是有直


二、磁感线与磁感线的分布

磁感应线的概念是由著名物理学家法拉第第一个建立的。磁感线是在磁场中是不存在的并且有特定方向的曲线(当然也是有直的)。曲线上每一点的切线与该点的磁场的方向重合。它的散布密度可以表明磁场的强弱程度。磁感线是一条前后强连的曲线。而磁感线方向的规律是在磁场中的磁感线是从N极到S极,但在磁体内部它是从S极到N极。关于电磁体的磁感线也有类似的排列规律。

三、什么是电磁铁

电磁铁是由电流产生磁场的装置。铁芯的外绕组是一个与它的功率匹配的导电绕组。基于电流的线圈像磁铁一样具有磁性,又称为电磁铁。我们通常把它做成带状或有蹄形,以便使磁芯更容易磁化。另外,也是为了减弱电磁铁的“即时性”。

磁学本身也在不断发展,应用领域也在不断的拓展。如近代磁性材料和磁学技术的发展,新的磁效应和磁现象的发现和应用等等,使得磁学的内容不断扩充,基于两个重要的实验发现,即变化电场产生磁效应,而变化的磁场则产生电效应。而磁学在实际上也就作为一门和电学相平行的学科来研究。这两个实验的现象,麦克斯韦关于转变电场发生磁场的假定,这就是电磁学发源。电和磁他们互相融入之后,为之后的科学发展做了铺垫。

从初中科学教学的角度看,尽管学生对于磁现象并不陌生,也知道地球可以类比为一个巨大的条形磁铁。但是对于初中学生来说,在初一的课堂上是第一次系统而又科学的接触磁场和磁感线等概念。能否在初中阶段建立正确又科学的关于磁的概念对于今后的学习和正确的科学观的建立至关重要。普朗克说过“物理定律不能单靠思维来获得,还应致力于观察和实验。”可以说一些实验和通过实验得出结论是物理讲授中的主要组成部分。很多时候一个实验的好坏能大大影响学生对知识的接纳和理解。遗憾的是,受传统物理教学思想的束缚,大多数老师还停留在知识传授阶段,对实验重视不够。而实验是培养学生观察能力,动手能力以及探求能力的非常重要的载体,必须得到重视。本文以磁感线的分布为例做一些有益的尝试。

   我在对教材的分析中发现,现有的初中科学中对磁感线分布的实验并不是特别完善,而磁感线是一个比较抽象的概念,根据皮亚杰认知发展理论,初中生处于形象思维向抽象思维转变的阶段,但仍然以形象思维为主。现有的实验大多着眼于二维磁感线的展示,而对于磁感线的空间分布情况主要依赖于学生的想象,存在着较大的思维梯度。为了给同学更好的打下科学的基础,我通过不断探索,试图创造一个器具或者一个更好的实验方式很好的跟同学展示出电磁铁的三维磁感线,有利于他们对抽象知识的理解。从而顺利的建立起磁感线的概念。为此,我们首先对不同版本教材中磁感线的分布部分内容进行调研,找到问题症结所在,再次基础上,提出我们的设想,并对其可行性进行评价,最终制作出可以在课堂上使用的演示实验教具。

二、分析评价

不同版本的教材中都有对磁感线展示的实验。

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   在浙教版初中科学第四册第一章第一节演示磁场分布的课堂实验中,书本提供的磁场分布仅仅局限于二维平面。将小铁屑均匀的撒在有机玻璃板上,然后将玻璃板放在磁铁上,同学们眼中呈现的铁屑的排列方式能间接的表示某一个平面的磁感线分布。

如上图所示,条形磁铁和马蹄形磁铁上都覆盖了一块玻璃,其上的铁屑分布就是显示了磁感线的分布状况。很明显,展示在有机玻璃所在平面内的磁感线分布情况。而对于磁感线的空间分布情况只能依靠学生的想象。而对于电磁铁的磁感线分布情况,课本是通过类比条形磁铁来实现的,也仅仅是画了一张图并且没有实验器具。