[摘要]“椤次定律”是高中物理电磁学的重要定律和重点和难点之一。笔者对于楞次定律的教学通过不断探索研究与实践,获得了一些经验和体会,形成了自己的与众不同的教学方法、教学内容与教学观点。
[关键词]“椤次定律”创新教学
“椤次定律”既是高中物理电磁学的重要定律,又是高中物理教学的重点和难点之一。教师感到难教,学生普遍感到难学。主要原因是学生对“阻碍”含义的理解不透彻,受习惯思维的干扰,学生常把“阻碍”理解为“相反”。其实,在教学过程中,教师只要准确把握定律中的“阻碍”一词在定律内容中的含义,并让学生准确掌握其含义,定律的难点突破就非常容易,起到事半功倍的效果。
一、提出问题分析讨论
提出问题——什么是感应电流的特性?感应电流具有怎样的特性?怎样描述感应电流的特性?感应电流的特性是什么物理规律在电磁感应现象中的具体体现?运用感应电流的特性能解决什么物理问题?怎样运用感应电流的特性来解决物理问题?通过学生的实验探究、独立思考、同学间的相互分析讨论,初步得出自己的结论。
教师引导学生归纳小结,揭示出本课所要研究的问题的结论:感应电流的特性一“感应电流总是要阻碍它本身的产生”。
引导学生体会理解感应电流的这样一个特性在如下几方面的表现:(1)如果是相对运动产生了感应电流时,感应电流的特性表现为要阻碍产生感应电流的这种相对运动;(2)从力的角度来分析,感应电流的特性表现为感应电流所受的磁场力总是表现为阻力;(3)从磁通量的角度来分析,感应电流的特性表现为它总是要通过自己的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律的物理实质;换言之,楞次定律是从磁通量这个角度描述了感应电流的这一特性。(4)从能量的角度来分析,感应电流的特性是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。感应电流产生的过程,就是其他形式的能(如机械能)转化为电能的过程。产生持续感应电流的过程,就是其他形式的能(如机械能)持续转化为电能的过程。因此要产生持续的感应电流,外界就要不断克服感应电流的阻碍它本身的产生的阻碍作用而消耗能量,外界就要不断把其他形式的能转化为电能。
二、体会理解感应电流特性的应用
通过实例引导学生分析归纳、体会理解感应电流特性的应用。让学生明确利用感应电流的特性可以解决如下物理问题:判断在任何条件下产生的感应电流的方向。可以快速判断在产生感应电流的过程中,物体(或系统)运动状态的变化情况是加速运动还是减速运动。可以快速判断在产生感应电流的过程中,物体(或系统)间的相互作用力是斥力还是引力。可以快速判断在产生感应电流的过程中,感应电流的磁场的南北极或磁感线的方向。
三、引导学生讨论对比分析评价
1.老师在教学中提出的“感应电流的特性”这一观点,物理课本上并没有出现,老师在教学中提出并和同学们一起揭示出“感应电流的特性”,这样做有没有必要?这样做有什么好处?
2.把“感应电流的特性”与“楞次定律”相比较,在揭示感应电流的物理本质和电磁感应现象的本质等方面有哪些异同点?谁优谁劣?
3.运用“感应电流的特性”与运用“楞次定律”来解决相关的物理问题,有哪些异同点?谁优谁劣?
4.在理解掌握了“感应电流的特性”以后,“楞次定律”是否可有可无?我们应该怎么样来正确认识“楞次定律”以及这个“历史性的定律”在物理学中的历史地位。
在教材处理时,把揭示感应电流的特性作为教学的重点和难点加以突出和突破,因为感应电流的特性一旦被学生理解与掌握,楞次定律的教学也就水到渠成、瓜熟蒂落了。笔者在教学实践中深切体会到:揭示感应电流的特性,应用感应电流的特性来判断感应电流的方向,比楞次定律更具有无可比拟的优越性。楞次定律其实质是从磁通量这个角度对感应电流特性的一种表述。通过教学,对学生揭示出感应电流的特性,并使学生理解掌握感应电流的特性,比让学生单纯理解掌握楞次定律更有意义。突破感应电流特性的教学要比突破楞次定律的教学更有价值。
四、教学中应注意的事项
1.讲解楞次定律一定要很好地分析实验现象。在分析实验现象时,要突出研究的对象是线圈(闭合电路),要抓住穿过线圈的磁场方向和磁通量的变化,注意让学生分清“原来磁场的方向”、“原来磁场的磁通量变化”及“感应电流的磁场方向”。引导学生观察并分析实验现象,得出结论。
2.楞次定律的文字表述简明扼要,学生初学时,常不能完全理解它的含义。教快乐阅读学中要注意结合实例让学生理解定律的内容。这里重要的是理解“磁通量的变化”和“阻碍”的含义。要提醒学生注意区分“磁通量的变化”和“磁通量的多少”;“原来磁场的方向”和“原来磁场磁通量的变化”等各自不同的含义。尤其要使学生清楚定律中“阻碍”二字的含义。有的学生误以为阻碍就是相反,以为感应电流的磁场总与原磁场的方向相反。应使学生明确,“阻碍”既不是阻碍原磁场,也不是阻碍原来的磁通量,而是指感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增加或减少。“阻碍”不仅有“反抗”的含义,还有“补偿”的含义:反抗磁通量的增加,补偿磁通量的减少。但要特别注意,以上各点都是不能靠教师列出几条反复讲解,甚至让学生背过几个例题就可以让学生理解和掌握的。而是要通过实例的分析,使学生自己动脑体会,才能真正理解。
3.应用楞次定律时,要按照课本所讲的基本步骤分析,这样思路清楚。但是不要让学生死记这些步骤,而要按照定律本身的要求进行具体分析。像其他定律一样,首先要明确研究对象,即要分析的是哪一个闭合电路;然后,依次弄清它的原磁场方向,原磁场磁通量如何变化,感应电流的磁场方向,最后确定感应电流(或感应电动势)的方向。
4.当感应电流是由于导体的一部分切割磁感线而产生时,用右手定则确定感应电流的方向更为直接和简便。要让学生明白,应用椤次定律或应用右手定则结果是一致的。如何判断,要根据具体问题的方便与否来确定。
(作者单位:甘肃省通渭县第一中学)
编辑 张华利