实验五电磁力演示实验及其学科STS教学价值的研究(参考答案).doc

基于电磁力演示实验的教学技能实践记录（实验五）（参考答案） 实验名称 电磁力演示实验及其学科STS教学价值的研究 记录时间 2013．3．10 2、基本磁现象的实验探究 [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。P98 磁、铁间的的相互作用，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（P98） （1）分析并指出由实验装置所形成的磁悬浮的特征及原理。P99 （2）分析并指出由实验装置所形成的磁驱动力的特征及原理。P99 （1）竖直方向上小车能在一定范围保持动态平衡||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||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（P99） （1）描述小磁针的状态特征。P99 （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（P100） （1）描述并解释实验现象。P100 （3）简述实验具有的学科教学与应用价值。P100 （1）电压调至3.85-4.10V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（P100）（1）观察并描述实验现象。P100 （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。P100 （1）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）摇匀铁屑，孔中放入磁铁展示现象。 2.6通电螺旋管磁场分布特性的实验演示（P100）【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。P101 （2）指出做好该演示实验应把握的操作要素。P101 3、磁场对电流作用的实验探究 [实验探究] —— 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（P101）（1）描述实验现象并概述基于实验现象的推论。P102 （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。P102 （1）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（P102） （1）简述实验和教学方案的设计思路。P102（3）指出实验时应注意把握的操作要素。P102 （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）