实验五 教学技能实践记录

基于电磁力演示实验的教学技能实践记录参考答案姓名景培书实验五STS

2013.

3.10实验名称电磁力演示实验及其学科教学价值的研究记录时间

2、基本磁现象的实险探究［活动体验］——透视“刚劲”与“飘逸”对局的内因

2.1永磁力特性的实验演示P97【活动思考】在“刚劲”与“飘逸”的背后蕴含哪些物理事件磁、铁间的的P98相互作用，磁、磁间的相互作用，磁力随距离的变化趋势，物体受力平衡

2.2基于永磁的磁悬浮运动器的实验观察P81分析并指出由实验装置所形成的磁悬浮的特征及原理9P2分析并指出由实验装置所形成的磁驱动力的特征及原理P99991竖直方向上小车能在一定范围保持动态平衡11车上磁条与轨道上磁条正对时，异性磁极相对，轨道上“磁列”按磁极极性交错排列，这种空间结构能给小车提供竖直向上的可动态变化的分力，如图略2驱动盘上及驱动轨道上的圆形磁铁形成“磁齿轮”与“磁链条之间的关系I I从结构上看驱动轨道上和小车上的圆形磁铁处于同高度时三者总相对，轨道上两圆形磁铁吸引车上磁体两侧，当圆盘在小电机带动下两吸引力成小于180度的角，其合力为小车前进的动力［实验探索］——电流磁效应现象的实验探究

2.3奥斯特电流磁效应现象的实验演示P99D描述小磁针的状态特征p%2指出实验操作步骤与实验原理的对应关系p99磁针顺时针转动，并倾向于转向垂直于导线的方向2“待磁针稳定“与地磁场对应」调整导线与磁针平行“同”获得最大磁力“对应」打开电源开关“与”产生电流产生磁场“相对应

2.4基于电流磁效应的磁悬浮现象的实验演示Pioo1描述并解释实验现象Roo3简述实验具有的学科教学与应用价值P1001电压调至间，金属球悬浮，伴有微弱的嗡嗡声及上下抖动感；从

3.85V缓慢调至

4.10V,球逐渐升高，反之降低；电压低于

3.8V或高于

4.10V都难以，甚至不能悬起球；将球上磁铁的另一端与球面接触，球不悬浮||线圈通电后产生磁场，与球上磁铁相吸，线圈内置磁传感器检测永磁体磁场大小，将此信息反馈到电路，调整电流大小，从而实现动态平衡；当球离线圈太近或太远，磁传感器均不能检测到合适参量，故总不能悬浮3从学科知识上它综合运用了多种知识，这有利于培养学生综合应用能力,增强学生主动应用知识的；从教学上激发学生兴趣，促使生疑||电流的磁效应与磁铁激发的磁场相互作用实现无接触悬起现象，这种悬浮能用于磁悬浮列车等［实验探索］——磁场特性的物理写真

2.5条形磁体磁场分布特性的实验演示Pwo D观察并描述实验现象件2比较两种实验现象，指出实验具有的学科与教学价值3指出做好该演示实验应把握的操作要素Ptoo1磁条异极相对另两极留在空孔外时铁屑形成的“线条”，其中一部分在两相对极间形成连接两极的“纺锤体”，另一部分则成弧线指向两磁铁各自的另一极；两磁条完全放入孔中时，呈现三个“纺锤体”；两极的“线条”比极间密同极相对放置，仍按方式操作，前者，“线条”倾向于“走”向自己的另一极，没“跑”到对方极上去；后者出现两个“纺锤体”极处“线条”密于其他部位2作为建立磁感线感念的事实基础||为学生构建磁感应线概念提供感性认识3摇

2.6通电螺旋管磁场分布特性的实验演示匀铁屑，孔中放入磁铁展示现象Pwo【过程拍摄】1观察铁粉的变化，指出通电螺线管的磁场具有怎样的分布特征2指出做好该演示实验应把握的操作要素P101P,O

13、磁场对电流作用的实脸探究［实脸探究］——磁场对电流作用的实验探究

3.1磁场对通电直导线作用的实验演示PwiD描述实验现象并概述基于实验现象的推论P©2分析并指出为什么这样的实验装置可以用来研究磁场对电流的作用Pl021磁铁N在上方，黑接线柱与电源负极相连，在导轨上放置金属棒，通电，金属棒由静止向右运动；断电，再在导轨上放矩形线圈，通电后它由静止向右偏||两导体由静止开始运动，根据牛顿第二定律可知磁场对导体产生作用力，于是得出磁场对电流会产生作用力2装置主要构件与探究命题中的问题元素能很好对应

3.2平行直导线磁相互作用的实验探究Pw2D简述实验和教学方案的设计思路巴23指出实验时应注意把握的操作要素1用一个电流产生的磁场对另一个电流产生作用力来研究磁场对电流的作用||依据实验探索思维过程，设计教学方案［教学方案提出问题；寻求利用两通电导线探索命题的方案；回顾相关知识包括奥斯特实验，磁感应强度的属性，电流的属性方案确立；引导学生生成实验步骤；操作并引导学生观察现象；现象确认，得出结论］3调整两导线的相对位置及平行程度，通以合适电流

3.4磁场对电流作用规律的实验探究PD D拟定探索磁场对电流作用规律的实验方案P3梳理并指出103构建实验方案所经历的主要认知环节P2概述构成主要认知环节所依据的认知原理及其具有的教学价值P34指出10310实验现象具有的主要现象特征P3101利用图中右边的装置探究三者方向的关系，右边装置探究大小的关系；对于前者，让磁场方向不变，改变电流方向，再让电流方向不变，改变磁场方向；对于后者，先让磁感应强度大小不变，改变电流，再让电流大小不变，改变磁感应强度大小1思辩命题中的问题元素及各元素的属性，生成清晰的探究任务，寻求完成探究任务的特定载体，拟定实验步骤并进行操作与观测2感性认识观察并感知实验现象理性认识归纳推理、演绎推理||有依据地逐一经历各认知环节，有助于学生领悟形成实验方案的思维过程及要领，这有利于学生体验知识建构过程4力的方向总位于电流、磁场方向某一侧，力的大小随磁场或电流的增大而增大，反之则减小

3.6电表工作原理的实验探究Pi041仔细观察电表表头的结构，指出表头的主要构件3简述该PQ认知环节的STS特性，指出其具有的认知与教学价值PQ1矩形线圈，两半圆形磁铁，3磁场对电流能产生作用的规律中的基本元素与电表指针所连部分的空间结构密切相关||根据已知原理认识既定装置||能培养学生将原理构成要素与现成装置主要构件实现主动对应的能力，进而培养学生自主探索能力

4、磁场对带电粒子作用的实验探究［实验探究］——磁场对带电粒子作用的实验探究

4.1洛伦兹力现象的实验演示Pl05D制订研究方案，描述构建研究方案的主要思路儿6注也需要写出方案2观察并描述实验现象P1061【方案】用磁铁的N、S极分别接近电子束，观察电子束变化||【思路】如果磁对运动电荷有力的作用，则电荷的运动轨迹可能发生变化2水平地将磁铁N极垂直接近电子束，电子束向下弯曲；磁铁越靠近电子束，其弯曲程度越大当S极按上述方式接近电子束时，电子束上弯，磁铁越接近，电子束弯曲程度越大

5、磁场对块状金属作用的实验探究［趣味实验］——奇妙电磁力现象的实验展示

5.1电磁力综合演示仪教，学功能的开发P108D描述实验现象Z082分析实验现象所遵循的原理Pl081铁环不悬浮，紧贴铁芯下滑，且有抖动感，发热；将闭合铝、铜环分别穿过铁芯放置，通电，都会跳起，甚至在电流起始很大时，还会跳出线圈的铁芯；双铝环有缝隙环放入铁芯，无反应；将大环与小铝环都套入铁芯，开启电源，将大环以一定频率上下移动，小环也跟着上下移动2线圈通入交变电流，产生交变磁场，闭合金属内磁通呈变化，产生涡流，此电流激发的磁场总阻碍原磁场的变化，于是闭合铝、铜环会跳起，此外悬浮还与电感有关，涡流产生随原磁场变化，有滞后性，于是环能悬浮且有抖动感［实脸探究］——电磁驱动力的实验探究

5.3电机驱动式旋转磁场效应的实验演示Pi092要认知这一现象需要经历怎样的认知过程-首先感觉本实验现象，再梳理感悟那些现象，悟出现象的主要特征，再通过演绎推理出铝盘必有感应电流产生［也可按溯因推理来了解这一认知过程］

5.4三相旋转磁场及其特性的实验探究P D描述实验现象P3解释实验现象94指出该实验现象具10919有的学科STS特性P191通电，一个金属球置于仪器上端凹面中心，由慢到快，直至高速旋转，但不够稳定往往偏离中心；再放一个时，两球相吸，呈“相拥”姿势抱团旋转，转速逐增，至一定程度分离，各自旋转，并“奔跑”，过一段时间又“相拥”，如此往复多次，直至不“相拥”换用塑料球，无转动3此装置产生旋转磁场，若沿竖直轴方向，在球上切一薄片，在轴的一侧，t时刻进入薄片的磁感应线，在t+ZSt时刻离开，于是薄片的该侧一定要通过转动来抵抗这种减弱，所以球要旋转4将涡电流原理转换成能使一个物体旋转的技术，并可利用此旋转提供动力

5.6基于电流磁效应的直线驱动力的实验探究P注实验装置已更换，“探究内容”中的D和2已完l10成1描述并解释实验现象P”3指出该实验现象具有的学科STS特性PHO1接通电源，小车沿轨道运动，有轻微的上下振动；将小车换为鼠笼，鼠笼迅速沿特定方向转动此现象与平铺三相线圈及三相交流电激发的磁场有关此问题解释复杂，查阅相关资料3利用三相交流电原理，创设按特定规律交替平铺的三个线圈为三相交流电载体，以实现由原理到技术的转化，最终能以此技术为交通、工业生产提供驱动力［实验探究］——电磁阻尼现象的实验探究

5.7用涡电流演示仪展示涡电流现象P.1描述并解释现象心

5.8电磁炮工作原理的实验探究Pii21简述实验方案的设计思路P“32解析电磁炮的工作原理P3简述通过对113电磁炮的探究可以引发哪些思考，指出思考具有的教学价值Pn3。