實(shí)驗(yàn)五 教學(xué)技能實(shí)踐記錄

1、基于電磁力演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)技能實(shí)踐記錄（實(shí)驗(yàn)五）（參考答案）姓名 景培書 實(shí)驗(yàn)名稱電磁力演示實(shí)驗(yàn)及其學(xué)科STS教學(xué)價(jià)值的研究記錄時(shí)間20133102、基本磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)體驗(yàn) 透視“剛勁”與“飄逸”對(duì)局的內(nèi)因2.1永磁力特性的實(shí)驗(yàn)演示（P97）【活動(dòng)思考】在“剛勁”與“飄逸”的背后蘊(yùn)含哪些物理事件。P98 磁、鐵間的的相互作用，磁、磁間的相互作用，磁力隨距離的變化趨勢(shì)，物體受力平衡。2.2基于永磁的磁懸浮運(yùn)動(dòng)器的實(shí)驗(yàn)觀察（P98） （1）分析并指出由實(shí)驗(yàn)裝置所形成的磁懸浮的特征及原理。P99 （2）分析并指出由實(shí)驗(yàn)裝置所形成的磁驅(qū)動(dòng)力的特征及原理。P99 （1）豎直方向上小車能在一定范圍保持

2、動(dòng)態(tài)平衡|車上磁條與軌道上磁條正對(duì)時(shí)，異性磁極相對(duì)，軌道上“磁列”按磁極極性交錯(cuò)排列，這種空間結(jié)構(gòu)能給小車提供豎直向上的可動(dòng)態(tài)變化的分力，如圖（略）。（2）驅(qū)動(dòng)盤上及驅(qū)動(dòng)軌道上的圓形磁鐵形成“磁齒輪”與“磁鏈條“之間的關(guān)系|從結(jié)構(gòu)上看驅(qū)動(dòng)軌道上和小車上的圓形磁鐵處于同高度時(shí)三者總相對(duì)，軌道上兩圓形磁鐵吸引車上磁體兩側(cè)，當(dāng)圓盤在小電機(jī)帶動(dòng)下兩吸引力成小于180度的角，其合力為小車前進(jìn)的動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)探索 電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究 2.3奧斯特電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)演示（P99） （1）描述小磁針的狀態(tài)特征。P99 （2）指出實(shí)驗(yàn)操作步驟與實(shí)驗(yàn)原理的對(duì)應(yīng)關(guān)系。P99磁針順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并傾向于轉(zhuǎn)向垂直于導(dǎo)線

3、的方向（2）“待磁針穩(wěn)定“與”地磁場(chǎng)”對(duì)應(yīng)，”調(diào)整導(dǎo)線與磁針平行“同”獲得最大磁力“對(duì)應(yīng)，”打開電源開關(guān)“與”產(chǎn)生電流產(chǎn)生磁場(chǎng)“相對(duì)應(yīng)。2.4基于電流磁效應(yīng)的磁懸浮現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)演示（P100） （1）描述并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P100 （3）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)具有的學(xué)科教學(xué)與應(yīng)用價(jià)值。P100（1）電壓調(diào)至3.85-4.10V間，金屬球懸浮，伴有微弱的嗡嗡聲及上下抖動(dòng)感；從3.85V緩慢調(diào)至4.10V，球逐漸升高，反之降低；電壓低于3.8V或高于4.10V都難以，甚至不能懸起球；將球上磁鐵的另一端與球面接觸，球不懸浮。|線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，與球上磁鐵相吸，線圈內(nèi)置磁傳感器檢測(cè)永磁體磁場(chǎng)大小，將此信息反饋到電路，

4、調(diào)整電流大小，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡；當(dāng)球離線圈太近或太遠(yuǎn)，磁傳感器均不能檢測(cè)到合適參量，故總不能懸浮（3）從學(xué)科知識(shí)上它綜合運(yùn)用了多種知識(shí)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力,增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用知識(shí)的；從教學(xué)上激發(fā)學(xué)生興趣，促使生疑。|電流的磁效應(yīng)與磁鐵激發(fā)的磁場(chǎng)相互作用實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸懸起現(xiàn)象，這種懸浮能用于磁懸浮列車等。 實(shí)驗(yàn)探索 磁場(chǎng)特性的物理寫真2.5條形磁體磁場(chǎng)分布特性的實(shí)驗(yàn)演示（P100）（1）觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P100 （2）比較兩種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指出實(shí)驗(yàn)具有的學(xué)科與教學(xué)價(jià)值（3）指出做好該演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)把握的操作要素。P100（1）磁條異極相對(duì)（另兩極留在空孔外）時(shí)鐵屑形成的“線條”，其中一部分在兩相

5、對(duì)極間形成連接兩極的“紡錘體”，另一部分則成弧線指向兩磁鐵各自的另一極；兩磁條完全放入孔中時(shí)，呈現(xiàn)三個(gè)“紡錘體”；兩極的“線條”比極間密。同極相對(duì)放置，仍按方式操作，前者，“線條”傾向于“走”向自己的另一極，沒“跑”到對(duì)方極上去；后者出現(xiàn)兩個(gè)“紡錘體”。極處“線條”密于其他部位（2）作為建立磁感線感念的事實(shí)基礎(chǔ)|為學(xué)生構(gòu)建磁感應(yīng)線概念提供感性認(rèn)識(shí)（3）搖勻鐵屑，孔中放入磁鐵展示現(xiàn)象。2.6通電螺旋管磁場(chǎng)分布特性的實(shí)驗(yàn)演示（P100）【過程拍攝】 （1）觀察鐵粉的變化，指出通電螺線管的磁場(chǎng)具有怎樣的分布特征。P101 （2）指出做好該演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)把握的操作要素。P101 3、磁場(chǎng)對(duì)電流作用的實(shí)驗(yàn)探

6、究實(shí)驗(yàn)探究 磁場(chǎng)對(duì)電流作用的實(shí)驗(yàn)探究3.1磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線作用的實(shí)驗(yàn)演示（P101）（1）描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并概述基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推論。P102 （2）分析并指出為什么這樣的實(shí)驗(yàn)裝置可以用來(lái)研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。P102 （1）磁鐵N在上方，黑接線柱與電源負(fù)極相連，在導(dǎo)軌上放置金屬棒，通電，金屬棒由靜止向右運(yùn)動(dòng)；斷電，再在導(dǎo)軌上放矩形線圈，通電后它由靜止向右偏。|兩導(dǎo)體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生作用力，于是得出磁場(chǎng)對(duì)電流會(huì)產(chǎn)生作用力（2）裝置主要構(gòu)件與探究命題中的問題元素能很好對(duì)應(yīng)。3.2平行直導(dǎo)線磁相互作用的實(shí)驗(yàn)探究（P102） （1）簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)和教學(xué)方案的設(shè)計(jì)思路。P102（

7、3）指出實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意把握的操作要素。P102 （1）用一個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)另一個(gè)電流產(chǎn)生作用力來(lái)研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用|依據(jù)實(shí)驗(yàn)探索思維過程，設(shè)計(jì)教學(xué)方案教學(xué)方案：提出問題；尋求利用兩通電導(dǎo)線探索命題的方案；回顧相關(guān)知識(shí)（包括奧斯特實(shí)驗(yàn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的屬性，電流的屬性）：方案確立；引導(dǎo)學(xué)生生成實(shí)驗(yàn)步驟；操作并引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象；現(xiàn)象確認(rèn)，得出結(jié)論（3）調(diào)整兩導(dǎo)線的相對(duì)位置及平行程度，通以合適電流。3.4磁場(chǎng)對(duì)電流作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究（P103）（1）擬定探索磁場(chǎng)對(duì)電流作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方案。P103（1）梳理并指出構(gòu)建實(shí)驗(yàn)方案所經(jīng)歷的主要認(rèn)知環(huán)節(jié)。P103（2）概述構(gòu)成主要認(rèn)知環(huán)節(jié)所依據(jù)的認(rèn)知原理及其具有

8、的教學(xué)價(jià)值。P103（4）指出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有的主要現(xiàn)象特征。P103 （1）利用圖中右邊的裝置探究三者方向的關(guān)系，右邊裝置探究大小的關(guān)系；對(duì)于前者，讓磁場(chǎng)方向不變，改變電流方向，再讓電流方向不變，改變磁場(chǎng)方向；對(duì)于后者，先讓磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，改變電流，再讓電流大小不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?）思辯命題中的問題元素及各元素的屬性，生成清晰的探究任務(wù)，尋求完成探究任務(wù)的特定載體，擬定實(shí)驗(yàn)步驟并進(jìn)行操作與觀測(cè)。（2）感性認(rèn)識(shí)（觀察并感知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）理性認(rèn)識(shí)（歸納推理、演繹推理）|有依據(jù)地逐一經(jīng)歷各認(rèn)知環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生領(lǐng)悟形成實(shí)驗(yàn)方案的思維過程及要領(lǐng)，這有利于學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)建構(gòu)過程。（4）力的方向總位于電

9、流、磁場(chǎng)方向某一側(cè)，力的大小隨磁場(chǎng)或電流的增大而增大，反之則減小。3.6電表工作原理的實(shí)驗(yàn)探究（P104） （1）仔細(xì)觀察電表表頭的結(jié)構(gòu)，指出表頭的主要構(gòu)件。P104（3）簡(jiǎn)述該認(rèn)知環(huán)節(jié)的STS特性，指出其具有的認(rèn)知與教學(xué)價(jià)值。P104（1）矩形線圈，兩半圓形磁鐵，（3）磁場(chǎng)對(duì)電流能產(chǎn)生作用的規(guī)律中的基本元素與電表指針?biāo)B部分的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。|根據(jù)已知原理認(rèn)識(shí)既定裝置。|能培養(yǎng)學(xué)生將原理構(gòu)成要素與現(xiàn)成裝置主要構(gòu)件實(shí)現(xiàn)主動(dòng)對(duì)應(yīng)的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生自主探索能力。4、磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子作用的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子作用的實(shí)驗(yàn)探究4.1洛倫茲力現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)演示（P105）（1）制訂研究方案，描述構(gòu)

10、建研究方案的主要思路。P106 （注：也需要寫出方案） （2）觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P106 （1）【方案】用磁鐵的N、S極分別接近電子束，觀察電子束變化。|【思路】如果磁對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，則電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡可能發(fā)生變化。（2）水平地將磁鐵N極垂直接近電子束，電子束向下彎曲；磁鐵越靠近電子束，其彎曲程度越大。當(dāng)S極按上述方式接近電子束時(shí)，電子束上彎，磁鐵越接近，電子束彎曲程度越大。5、磁場(chǎng)對(duì)塊狀金屬作用的實(shí)驗(yàn)探究趣味實(shí)驗(yàn) 奇妙電磁力現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)展示5.1電磁力綜合演示儀教，學(xué)功能的開發(fā)（P108）（1）描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P108（2）分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所遵循的原理。P108 （1）鐵環(huán)不懸浮，緊貼鐵芯下滑

11、，且有抖動(dòng)感，發(fā)熱；將閉合鋁、銅環(huán)分別穿過鐵芯放置，通電，都會(huì)跳起，甚至在電流起始很大時(shí)，還會(huì)跳出線圈的鐵芯；雙鋁環(huán)（有縫隙環(huán)）放入鐵芯，無(wú)反應(yīng)；將大環(huán)與小鋁環(huán)都套入鐵芯，開啟電源，將大環(huán)以一定頻率上下移動(dòng)，小環(huán)也跟著上下移動(dòng)。（2）線圈通入交變電流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，閉合金屬內(nèi)磁通呈變化，產(chǎn)生渦流，此電流激發(fā)的磁場(chǎng)總阻礙原磁場(chǎng)的變化，于是閉合鋁、銅環(huán)會(huì)跳起，此外懸浮還與電感有關(guān)，渦流產(chǎn)生隨原磁場(chǎng)變化，有滯后性，于是環(huán)能懸浮且有抖動(dòng)感。實(shí)驗(yàn)探究 電磁驅(qū)動(dòng)力的實(shí)驗(yàn)探究5.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)演示（P109） （2）要認(rèn)知這一現(xiàn)象需要經(jīng)歷怎樣的認(rèn)知過程。P109首先感覺本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再梳理感悟

12、那些現(xiàn)象，悟出現(xiàn)象的主要特征，再通過演繹推理出鋁盤必有感應(yīng)電流產(chǎn)生。也可按溯因推理來(lái)了解這一認(rèn)知過程。5.4三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及其特性的實(shí)驗(yàn)探究（P109）（1）描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P1.9（3）解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P1.9（4）指出該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有的學(xué)科STS特性。P1.9（1）通電，一個(gè)金屬球置于儀器上端凹面中心，由慢到快，直至高速旋轉(zhuǎn)，但不夠穩(wěn)定（往往偏離中心）；再放一個(gè)時(shí)，兩球相吸，呈“相擁”姿勢(shì)抱團(tuán)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速逐增，至一定程度分離，各自旋轉(zhuǎn)，并“奔跑”，過一段時(shí)間又“相擁”，如此往復(fù)多次，直至不“相擁”。換用塑料球，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）此裝置產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，若沿豎直軸方向，在球上切一薄片，在軸的一側(cè)，t時(shí)刻進(jìn)入薄片的磁感應(yīng)線，在t+t時(shí)刻離開，于是薄片的該側(cè)一定要通過轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)抵抗這種減弱，所以球要旋轉(zhuǎn)。（4）將渦電流原理轉(zhuǎn)換成能使一個(gè)物體旋轉(zhuǎn)的技術(shù)，并可利用此旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。5.6基于電流磁效應(yīng)的直線驅(qū)動(dòng)力的實(shí)驗(yàn)探究（P110） （注：實(shí)驗(yàn)裝置已更換，“探究?jī)?nèi)容”中的（1）和（2）已完成） （1）描述并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。P110 （3）指出該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象具有的學(xué)科STS特性。P110 （1）接通電源，小車沿軌道運(yùn)動(dòng)，有輕微的上下振動(dòng)；將小車換為鼠籠，鼠籠迅速沿特定方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此現(xiàn)象與平鋪三相線圈及三相交流電激發(fā)的磁場(chǎng)有關(guān)（此問題解釋復(fù)雜，查閱相關(guān)資料）（3）利用三相交流電原理，創(chuàng)設(shè)按特定規(guī)