探究電磁鐵磁力的大小

康曉亮

電磁鐵對(duì)大家來(lái)說(shuō)并不陌生，電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，例如：電磁起重機(jī)、電磁選礦機(jī)、磁懸浮列車(chē)、揚(yáng)聲器、電鈴、電磁繼電器等，由于這樣的發(fā)明很大程度上提高了工作效率，那么，我們一起把探究學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生親自動(dòng)手，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，增長(zhǎng)科學(xué)探究的能力。為學(xué)生張揚(yáng)個(gè)性提供更好的平臺(tái)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)潛能，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂中充分體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的樂(lè)趣。

一、將實(shí)驗(yàn)臺(tái)換成制作好的木架

我們做的常規(guī)電磁鐵的實(shí)驗(yàn)，是在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作的，電磁鐵磁力大小及吸附材料情況，學(xué)生不易觀察到。然而，在師生共同制作好的木架上做電磁鐵的實(shí)驗(yàn)，電磁鐵磁力大小及吸附材料情況顯而易見(jiàn)，學(xué)生便于更好地觀察并能準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，激發(fā)學(xué)生求知的欲望。

二、變換電磁鐵吸附材料

愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要。因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題，僅僅是技能而已，而提出新的問(wèn)題，要有新的可能性，要從新的角度去看原來(lái)的問(wèn)題，更需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象。

通常情況下，我們利用大頭針（或回形針）作為電磁鐵的吸附材料，由于課上時(shí)間有限，數(shù)大頭針（或回形針）的個(gè)數(shù)時(shí)會(huì)浪費(fèi)不少時(shí)間，影響了實(shí)驗(yàn)的有效探究活動(dòng)?？茖W(xué)來(lái)源于生活，今天利用我們家鄉(xiāng)豐富的鐵礦資源，變換電磁鐵吸附材料，把大頭針（或回形針）換成鐵礦粉，我們一起看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)電池的節(jié)數(shù)（3節(jié)）、鐵芯的大小形狀不變的情況下：線圈匝數(shù)80圈的電磁鐵，吸附鐵礦粉的克數(shù)是2.5克；線圈匝數(shù)30圈的電磁鐵，吸附鐵礦粉的克數(shù)是1.2克。（鐵礦粉的克數(shù)可用天平進(jìn)行稱(chēng)量。）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、獲取知識(shí)的基本能力。我們要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，提供有結(jié)構(gòu)的材料，學(xué)生才能更好地提出有結(jié)構(gòu)性的問(wèn)題，從而引導(dǎo)他們?cè)诓僮鳌⒂^察、討論、思考中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

電磁鐵吸附材料用鐵的合金（硬幣）代替大頭針（或回形針），當(dāng)電池的節(jié)數(shù)（3節(jié)）、鐵芯的大小形狀不變的情況下：線圈匝數(shù)80圈的電磁鐵，吸附硬幣數(shù)量是8個(gè)；線圈匝數(shù)30圈的電磁鐵，吸附硬幣數(shù)量是3個(gè)。學(xué)生提出了多種猜測(cè)，這些猜測(cè)不是學(xué)生自由想象的，是在實(shí)驗(yàn)操作完之后，比較各小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)的，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)都是有科學(xué)依據(jù)的。實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證是：電磁鐵磁力的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，線圈匝數(shù)越多，磁力越大；線圈匝數(shù)越少，磁力越小。

三、改變電磁鐵鐵芯的形狀

常規(guī)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要驗(yàn)證性的較多。通常是，教師把實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉襟E、方法及注意事項(xiàng)等詳細(xì)而周密地交代給學(xué)生，有的連實(shí)驗(yàn)結(jié)果也事先告訴了學(xué)生，學(xué)生只需要按部就班的去做就行了。在新課程改革的形勢(shì)下，強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，我們要大力提倡探究性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。我們平時(shí)利用鐵釘做鐵芯，從來(lái)沒(méi)有改變過(guò)鐵釘?shù)男螤?，今天，我們繼續(xù)探究變換鐵芯的形狀與電磁鐵磁力大小的關(guān)系。把鐵芯制成（U型、1型、V型和O型），在電池節(jié)數(shù)（3節(jié)）、線圈匝數(shù)30圈不變的情況下：U型電磁鐵吸附硬幣數(shù)量是3個(gè)；1型電磁鐵吸附硬幣數(shù)量是4個(gè)；V型電磁鐵吸附硬幣數(shù)量是3個(gè)；O型電磁鐵吸附硬幣數(shù)量是3個(gè)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：電磁鐵磁力的大小與鐵芯形狀關(guān)系不大，無(wú)論什么形狀的鐵芯要與電流強(qiáng)度相匹配時(shí)，才能產(chǎn)生較大的磁力。

四、有無(wú)鐵芯與電磁鐵磁力的大小

學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題到驗(yàn)證問(wèn)題，最后自己得出結(jié)論，這樣的實(shí)踐活動(dòng)就是有實(shí)在意義的科學(xué)探究活動(dòng)，在探究過(guò)程中，學(xué)生興趣濃厚，求知欲極強(qiáng)。學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：有鐵芯的電磁鐵，磁力強(qiáng)，無(wú)鐵芯的電磁鐵，磁力弱。我們也可以將鐵芯換成木芯，電磁鐵磁力也會(huì)變?nèi)酢８苯拥霓k法是將電磁鐵的鐵芯（或木芯）從中間抽走，只剩下繞好的漆包線，電磁鐵磁力就會(huì)更弱。當(dāng)電磁鐵的磁力很弱或微弱時(shí)，我們用硬幣或鐵礦粉做吸附材料時(shí)，不能更清楚查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那么有什么樣的好辦法呢？在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自由的探究，充分的猜測(cè)與想象，從而領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣。教師引導(dǎo)學(xué)生，課下借助網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，通過(guò)查閱資料，我們得到的結(jié)論是：可以借助小磁針或傳感器讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更直觀、更準(zhǔn)確。

總而言之，這樣的探究實(shí)驗(yàn)課，與常規(guī)的教學(xué)方法有本質(zhì)的區(qū)別：教師要精心準(zhǔn)備，善于引導(dǎo)，多讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，不能牽著學(xué)生的鼻子走，教師在課堂中給學(xué)生留下更廣闊的空間，并讓學(xué)生在自主、合作、探究活動(dòng)中體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)帶給他們的樂(lè)趣。讓每位學(xué)生的特殊潛能都得到充分發(fā)揮，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的快樂(lè)，使學(xué)生更好的在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中感受到做中學(xué)、學(xué)中悟！

（作者單位：河北省遷安市蔡園鎮(zhèn)孟官營(yíng)完?。〆ndprint