楞次定律的实验探究
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【摘 要】本文通过一个循序渐进的实验教学过程把学生难以理解的“楞次定律”直观形象的展现在学生面前，打破了原有单一、被动的学习方式，便于学生进行探究与发现；加深了学生对物理科学知识的认识，同时利用学生熟悉的实验加以对比分析，从而达到拓宽学生视野，启发学生思维及创意的目的。
【关键词】楞次定律 电磁感应现象 感应电流
物理学是自然科学中以实验为基础的学科之一，许多物理规律的发现，对未知世界的探究、发明和创造都离不开实验。新课程标准中“通过实验探究……”“通过实验了解……”“通过实验认识……”等的阐述，都体现了实验教学的重要地位。
一、演示实验在中学物理教学中的必要性
演示实验在中学物理教学中占有举足轻重的地位，它通过教师讲述新课引入实验启迪发问，总结归纳，引导学生观察、思考、分析、综合问题，去接受新的知识，发现规律；同时又通过形象的物理实验演示过程，进一步激发学生学习物理的兴趣，培养学生敏锐的观察能力，对培养学生的创新意识及科学探究的能力有很好的作用。
如果在演示实验的过程中能够让学生适当参与，对于学生理解新知识的能力会有所帮助，同时也锻炼了学生的动手能力，更可以激发学生探究过程的乐趣。哪怕是学生的思路错误，操作有误，也可以通过对实验过程的推敲提升学生对实验的理解能力，对于学生适应高考中的实验设计类问题将会有很大的启发。
现在，笔者就以“楞次定律——感应电流的方向”这一节的实验设计为例，谈一谈教学过程中演示实验的一些粗浅认识。
二、“楞次定律”就是电磁感应现象
“楞次定律”是电磁感应现象这一章的一个教学重点，也是教学难点。对于楞次定律的表述，学生开始常常不能正确理解其含义，要想使学生更加深刻地理解楞次定律，更好地应用楞次定律，应该尝试从实验设计上下工夫，让学生通过实际感受，通过观察，亲自设计，体验、总结、归纳，感悟楞次定律中“阻碍”的实质。
在教学过程中，需要用感应电流的方向来确定感应电动势的方向，所以，首先应让同学们回忆一下感应电流的产生过程。由于电磁感应的演示实验在第一节已经做过，所以让学生重复一下这个实验过程，既可以巩固已学知识，又为学生下一步的探究过程做好铺垫。实验过程让学生作为主体参与进来，也就是说实验器材和电路应让学生自己选择、设计。学生在实验过程中可能会选取不同器材构成回路。实验效果也可能不尽相同，甚至差别很大。例如：学生若选取电流表或伏特表连接电路则实验效果不明显，甚至达不到实验要求（不能演示感应电流的方向），也就不能达到实验目的。而通过逐步的启发、引导，最后可找到一组最佳的实验设计方案（即螺线管、导线、灵敏电流计组成闭合回路，外加一个条形磁铁）。这时通过对实验的分析，提高了学生对实验设计类问题的认识，而实验设计类问题又恰好是高考中的一个重点内容。学生经历这样一个探究过程，从中体会到了实验设计的一些基本要求，也培养了学生分析综合的能力。
三、通过实验引导学生
上述实验中，学生观察到灵敏电流计的指针左右摆动，通过分析认识到本实验中感应电流的方向发生了变化。接下来，提出本节课的问题——如何判断电磁感应现象中感应电流的方向呢？
此时，可以首先让学生猜想感应电流的方向可能与哪些因素有关？引导学生回答出感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。下一步实验探究可以分成两部分，由于感应电流的方向需要通过灵敏电流计指针的偏转方向来体现，因此，首先应通过一个简单的自主探究实验让学生找出电流方向与灵敏电流计指针偏转方向的具体关系。实验电路和实验器材均由学生自行设计安排。在之前的电学实验部分，针对滑动变阻器有两种接法：一种是限流式接法，一种是分压式接法；对于这两种接法的选择曾经是教学中的一个重难点，在这里提及，对学生来说也是一个难得的练习机会。
通过这个简单的实验设计问题，一方面对之前的知识是一种复习巩固，另一方面对于克服学生在处理电学实验设计类问题的畏难情绪有积极的影响，能让学生认识到实验设计的核心是要能解决提出的问题，有明显的实验现象；同时注意仪表的使用，电路的保护以及数据的精确度等问题。它们的次序首先是一个可行的设计，然后考虑其他问题，进行改善。
在演示时，应边演示边诱导学生一步一步形成判断，这也为学生今后楞次定律的应用做好了铺垫。第一次的具体操作过程如下：当较慢的把N极向下插入螺线管时，让同学们注意观察灵敏电流计指针的偏转方向（结合前面的电流方向与指针偏转方向的示意图），判断螺线管内的电流方向，再应用右手定则判断感应电流的磁场方向，最后，讨论感应电流的磁场方向与磁通量变化的关系，初步体会“阻碍”的意思。接下来把N极从螺线管中拔出的实验，仍由教师操作，但让学生自行沿刚才的思路分析，让学生更深的体会“阻碍”的实质不仅仅是“反抗”也可能是“补偿”。
总之，做好演示实验，不但能把抽象的物理知识具体，形象的展现出来，也能把理论与实际相结合。从理性和感性上对物理知识都有一个正确认识。同时，鼓励学生参与进来，又能帮助学生在独立完成实验时增强信心，对于高考中的实验设计类问题也会起到好的引导作用。而作为教师，更好的对演示实验进行设计、分析，也可让学生在明确实验目的的同时更深入了解实验原理，掌握正确的实验操作方法，最终加强独立思考、独立设计、独立操作、独立探究的能力。