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高中物理创新实验说课-“磁感应强度大小”实验的改进

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“探究磁感应强度大小”实验的改进、使用教材人教版高中物理选修 3-1,第三章磁场第二节磁感应强度。、实验器材精度为 O.lg 的电子称、加了强磁铁的 U 形磁铁、木板支架、铜棒、稳压电源、导线。本书采用图 1 所示实验方案,其原理是让通电导线在磁场中受力,通过摆角的大小来比较安培力的大小。通过改变电流的大小,通电导线的长度来研究安培力,进而得出磁感应强度 B 的表达式。这个实验方案存在几个明显的不足之处:1、通电导线在磁场中受到的安培力很小,偏转现象并不明显。若用强电流进行实验,则会出现摆角不稳定的现象。2、安培力的大小与这个偏角的大小并不是正比关系,无法做到定量分析。实验创新要点:巧妙利用牛顿第三定律,把测量磁铁对通电导线的作用力转化为测量导线对磁铁的反作用力。四、实验原理/实验设计思路作者采用图 2 所示实验方案。其原理是利用木板支架,将铜棒悬空至于电子称上,再将 U 形磁铁置于电子称上,保持铜棒方向与 U 形磁铁磁场方向垂直。此时,我们观察到电子称上出现一个读数,这个读数即为 U 形磁铁自身的质量。再利用电子称的功能键“归零”将读数清零,接通电源,通电铜棒将会在磁场中受到安培力的作用。利用左手定则,我们可以判断出通电铜棒所受安培力的方向为竖直方向。再利用牛顿第三定律,磁铁所受铜棒的反作用力也为竖直方向。该反作用力将会使磁铁对电子称的正压力发生变化,电子称上出现一个新的读数。读数的大小反映了安培力的大小,读数的正负反映了安培力的方向。通过该实验方案,可以做到对安培力的定量分析。在实验器材的选择中,有以下几个注意点:1、使用稳压电源,提供更强大的电流。2、使用精度为 O.lg 的电子称,提高测量的精确度。3、在 U 形磁铁内部加入强磁铁,提供更强的磁场(如图 3 所示)五、实验教学目标(一)知识与技能:知道磁感应强度的定义,知道其方向、大小、定义式和单位。(二)过程与方法:1、通过实验、类比分析,寻找描述磁感应强度的方法。2、进一步体会通过比值法定义物理量的方法。(三)情感态度与价值观通过实验的改进,培养学生的创新意识,提高学生探究物理现象的兴趣。六、实验教学内容(一)保持通电铜棒在磁场中的长度不变,改变电流的大小,探究安培力与电流的定量关系。(二)保持电流不变,改变通电铜棒在磁场中的长度,探究安培力与通电导线长度的定量关系。七、实验教学过程(一)利用传统实验方案进行操作,学生分析和讨论传...

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