展现实验魅力，激发课堂活力

史晓玲

物理学是一门以实验为基础的学科，在中学物理教学中应充分利用好实验，通过实验探究使学生加深对理论知识的理解和应用，让学生从想知、愿知到好知，如在《洛伦兹力》一节的教学中，我从下面几个方面展现实验魅力，激发课堂活力。

一、用魔术展现神奇的洛伦兹力

课堂上一开场，展示阴极射线管及其结构原理，然后接通电源，展示电子束的运动轨迹“一条直线”，下面请大家仔细观察，我想让这束电子束听我的话，学生有一点诧异。于是我用手慢慢在阴极射线管上方移动，电子束果然一会上偏，一会下偏，一会儿又消失。课堂热闹起来，怎么我的手有如此魔力，同时请一个同学上台来也试一试，发现什么现象都没有，这就奇怪了。学生更疑惑了，甚至有学生对我的手仔细检查了一番。神秘片刻，终于有学生猜出“有磁铁”，“对了，奥妙就在这里”当我从袖套里取出事前被固定好的小条形磁铁时，大家恍然大悟：正是磁铁的磁场对电子的运动造成了影响，我们把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力，以此开始新课的教学，调动学生学习的积极性。

二、实验探究洛伦兹力的方向

引导学生认识：既然洛伦兹力是安培力的微观表现，那么要研究洛伦兹力就应从安培力“下手”。安培力的方向遵循左手定则，那洛伦兹力的方向是否也应遵循左手定则呢？让学生思考条形磁铁的北极从后方靠近射线管，电子束如何偏转，再用实验加以验证，并指出问题关键：四指应指向哪个方向？同样，北极从前方和上方靠近又会如何？让学生感知理论和实践的完美结合，加深理解比划时应注意的问题，并明确加上前后磁场后，电子束会上下偏，加上下磁场后，电子束会前后偏，从而为后面的学习做好铺垫。

三、通过实验模拟电视机内的扫描原理

在介绍完洛伦兹力的大小公式后学生知道了洛伦兹力大小与哪些因素有关，如果想改变其大小，当然可利用改变B和v的大小，或者改变两者的夹角来实现。下面我们共同来完成一个艰巨的任务，请同学们回忆我们要让射线向下偏，应如何放置条蹄形磁铁，要上偏呢？此问题较易回答。如果我要看到电子束从下偏到上偏连续的变化呢？应让磁铁如何摆放，请同学们思考设计方案，并上台展示。无论用何种方法，只要能看到现象就是成功。

通过课堂讨论和学生展示各种方案，并对一些成功方案进行分析。

主要措施有：（1）在射线管上方放置蹄形磁铁（条形磁铁也可，要注意高度），让磁场和电子束垂直，缓慢转动磁铁，在旋转180度的过程中可以看到电子束的偏转变化，若一直旋转下去即可看到电子束不停地上下摆动，（很有意思）和学生一起分析原因：此方案是通过改变B与v的夹角来改变F的大小，进而改变偏转的多少。

（2）在射线管上方附近放置磁铁，磁场和电子束垂直，然后把磁铁向上平移远离射线管，到一定高度后旋转180度，再向下缓慢靠近阴极射线管，同样能观察到电子束的连续变化，此方法是利用改变B的强弱来改变F的大小

继续探讨：如果再上下偏的基础上，要电子束再左右偏，要加上怎样的磁场？

让电子束在变化的磁场中偏转，就是电视机显像管的扫描原理，通过施加水平和竖直方向的磁场变来实现全屏扫描，只是他巧妙地应用了电流产生的磁场来控制电子束的偏转（展示偏转线圈），磁场的强弱和方向可通过电流的大小和方向变化来控制，这样更简便易控。

四、科普介绍，模拟展示北极光

问学生：你知道世界上最大的一台彩电有多大？在哪里？谁生产的？学生七嘴八舌地议论。事实上制造者是大自然，在南北两极。就是北极光，大气层是荧光屏，太阳风携带大量的带电粒子在地球磁场的作用下进入南北两极，与大气层中的粒子碰撞，激发出绚丽的色彩，难道这不是一台大自然制造的3D彩电吗？给学生放北极光的视频并作简单介绍。让学生思考：如果我们用磁铁靠近电视屏幕会有何状况发生呢？奇妙的“二维北极光”出现了……

本节物理课充分挖掘实验内涵，设计多个实验方案，贯穿整个课堂教学，利用阴极射线管和磁铁完成实验，把演示实验和学生实验探究相结合，更好地展现了洛伦兹力，认识了洛伦兹力，并应用了洛伦兹力。通过对实验的分析，很好地把理论和实践结合起来，让学生从理性和感性两方面真切体会物理知识。在物理教学过程，如果能在实验上多花心思、多下工夫，将会对物理课堂起到很好的促进作用。

（责任编辑易志毅）endprint