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1、对两个演示实验的改良物理学是一门实验科学 ,研究物理学的根本方法是观察和实验。在物理教学中教师要做大量的演示实验 ,演示实验的实验效果往往是一节课能否提高课堂效率的关键。笔者在多年的教学中对教材中的演示实验做了大量的改良 ,现列举两例供同行参考。一、奥斯特实验1实验缺点如图1是初中物理教材中?电流磁场?一节的奥斯特实验图。奥斯特实验在历史上具有划时代的意义 ,在1820年奥斯特做此实验前 ,人们对电和磁的认识一直是单独的、孤立的 ,奥斯特实验使人们第一次认识到电和磁的联系。从教学上讲 ,能否做好奥斯特实验是学生能否学好电磁学的关键。但教材对此实验的设计效果并不明显 ,用导线将电池的正负极直接连
2、接并放在演示磁针的上方 ,会发现磁针几乎不动 ,很多教师采用将演示磁针换成微型磁针来做此实验 ,通电后磁针转动但转动幅度仍不大。此种改良虽勉强可行 ,但降低了实验可见度 ,教师的演示有蜻蜓点水之感；再者用电池做电源 ,由于发生短路 ,用过几次就要更换电池 ,造成较大的浪费 ,因为学生电源有过载保护 ,也无法用学生电源代替电池做实验。2实验改良如图2是笔者对奥斯特实验的改良图。从五金商场购置直径为1mm的漆包线约20m长 ,绕制边长约为25cm的方形线圈abcd ,将线圈固定在木支架上 ,用小刀或砂纸将线圈的两个接头A、B上的绝缘漆刮掉。用学生电源做电源 ,考虑到漆包线较硬 ,为了便于连接 ,同
3、时也为了节约时间 ,可事先在软导线C、D上各接一个鳄鱼夹。实验操作将线圈、支架放在水平桌面上 ,演示磁针如图放置 ,当磁针静止时调整线圈的方向使bc边与磁针指向平行。连接A和E、B和F ,闭合开关 ,磁针发生明显偏转 ,S极向里转 ,N极向外转 ,转过90 ,由于惯性磁针来回摆动几次之后在与线圈 ab边垂直方向静止；断开开关 ,磁针又转回到开始位置。实验形象地证明通电导体周围存在着磁场。将鳄鱼夹对调A接F、B接E ,闭合开关 ,磁针仍发生明显偏转 ,但转动方向和原来相反。实验证明 ,电流的磁场的方向与电流的方向有关。实验原理改良后实验之所以取得了明显的实验效果 ,是因为小磁针上方有多条直导线且
4、电流的方向相同 ,小磁针受到了多条直导线的电流的磁场的作用；事实上 ,小磁针在线圈abcd的内部它受到了整个线圈的磁场的作用这一点在教学中不要向学生指明。考前须知学生电源选用直流档次24V ,电压不要过高 ,绕制线圈时线圈圈数不要过少。否那么 ,通电后会发生短路学生电源有过载保护而影响实验进行。二、焦耳定律实验1实验缺点如图3是九年义务教育初中物理第二册?焦耳定律?一节的实验装置图。现摘入教材中设计的实验步骤如下：接通电路一段时间 ,比拟两瓶中煤油哪个上升得高。实验结果是：甲瓶中煤油上升得高。这说明电阻越大 ,电流产生的热量越多。在两玻璃管中的液柱降回到原来的高度后 ,调节滑动变阻器 ,加大电
5、流 ,重做上面的实验 ,通电时间和前次时间相同 ,在这两次实验中 ,比拟甲瓶或乙瓶中的煤油哪次上升得高。在第二次实验中 ,瓶中煤油上升得高。这说明电流越大 ,电流产生的热量越多。实验说明 ,通电时间越长 ,瓶中的煤油上升得越高 ,电流产生的热量越多。笔者根据上述步骤 ,利用课余时间做过屡次实验 ,发现实验中液柱上升很慢 ,在课堂上要完成上述步骤还勉强能完成 ,但要完成步骤、让升上的液柱降下来再上升进行观察比拟 ,一节课难以完成任务。所以多年来学校实验室配置的这一器材成为一种摆设 ,为了完成教学任务 ,很多教师对这一节课的教学处理常常是变做实验为讲实验。2实验改良材料与制作如图4 ,找三个相同大
6、小的塑料盒 ,分别将三条电阻丝R1、 R2、R3密封在塑料盒内 ,外留两个接线柱 ,使得R1 R2R3 ,在塑料盒的两端插入玻璃管 ,并给玻璃管接上橡皮管。将两个U形玻璃管、开关S、电阻R固定在演示板上。用橡皮管将玻璃管和U形玻璃管连接起来 ,用导线将各接线柱做如图连接。实验操作翻开夹子e、f ,向两U形管中加水 ,并使两管中的水面相平 ,为了便于观察可事先将水染红。用夹子e、f将橡皮管夹住 ,断开开关S ,将接线柱a、d接到电源正负极上 ,发现两管中红色的水柱很快上升 ,A管中的水位上升的较高。说明在电流、时间一定时 ,电阻越大 ,电流产生的热量越多。断开电源 ,并翻开夹子e、f ,水位恢复
7、初始状态。用R3盒换下R2盒 ,闭合开关S ,将R连入电路 ,再将a、d连入电源的正负极 ,发现两管中的水位很快上升 ,A管中的水位上升得较高。说明在电阻、时间一定 ,电流越大 ,电流产生的热量越多。优点及原理经过上述的改良后 ,可在很短的时间内完成实验 ,并且实验直观、形象 ,学生可以通过观察、比拟红色水柱的上下来比拟电流产生热量的多少。实验改良是转换法思想的典型应用。在固体、液体、气体中 ,相同条件下 ,气体膨胀最快、最大 ,当电阻丝中有电流时 ,电阻丝的温度升高 ,使塑料盒内的空气受热膨胀 ,气体的膨胀又使得U形管内的水位发生了变化 ,正是这种转换 ,使我们在短时间内取得了良好的实验效果。 /
