回形针下落的真实原因探究

回形针下落的真实原因探究

教学案例分析

我在教学中和学生们探讨解决实验题的工作案例。 一、背景

初二有这样一题：如图所示装置进行实验探究，研究的对象有：铝片，玻璃片，纸片，铁片，铜片，将这些研究对象分别置于U形磁铁与回形针之间，将实验探究的结果填写在表中。

那些物质插入后回形针会下落 那些物质插入后回形针不会下落 学生们没做过这样的实验，于是来实验室想亲自做一下。我找来磁铁。回形针，细线铁片等等，做这个实验，结果发现这个实验存在的问题较多。

二、存在的疑问

首先，回形针在U形磁铁的正下方是不会成直立状态的，因为中间位置的磁感线方向是水平的，所以此图是错的。于是我们把U形磁铁换成条形磁铁，由于条形磁铁的正下方磁场方向是竖直方向的，对回形针磁化成相反方向，所以可以吸引回形针，使其直立。换成条形磁铁做这个实验，在慢慢插入铝片，玻璃片，纸片，铜片时，回形针不动，但当铁片插入时，发现回形针逐渐发生倾斜，好像是铁片排斥引起的。倾斜到一定角度时倒下。这个现象使我们对回形针下落的原因产生了分歧；有的老师认为是铁片已被磁化，磁化后的磁场方向改变使回形针下落。有的老师认为是蹄形磁场被铁片屏蔽，磁场减弱，所以回形针下落。为了进一步解释回形针下落的真实原因，我们必须再改进实验来验证。

三、实验改进

用透明穴板可以演示磁体的磁感线，在透明穴板中带有按一定方式排列的圆穴，穴中封有经过处理的小铁棒，利用封在穴内的铁棒在磁场中被磁化沿磁场方向有序排列来演示磁感线。钢尺没有插入条形磁体前透明穴板中有3排小铁棒被磁化，，当钢尺插入条形磁体S极下方后，透明穴板中有2排小铁棒被磁化，从这现象可看出，钢尺插入磁场后，钢尺下面的磁场明显减弱，磁场范围也减小。这个现象说明，由于钢尺的磁化对条形磁体的磁场强度是减弱了。钢尺磁化的方向和条形磁体的磁场方向一致，为什么会减弱磁场的强度呢？那么该如何解释这一现象呢？

经过不断的改进实验，进一步探究。不仅用蹄形磁铁做，还用条形磁铁做，再还把回形针改变为针状来做，最后改为透明穴板，终于我们统一了认识，认为是蹄形磁铁的磁场被铁片屏蔽，磁场减弱，所以回形针下落。

四、理论分析

我们统一认识后，进一步寻找理论依据，查资料。静磁场是稳恒电流或永久磁体产生的磁场。静磁屏蔽是利用高磁导率μ的铁磁材料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场。它与静电屏蔽作用类似而又有不同。静磁屏蔽的原理可以用磁路的概念来说明。如将铁磁材料做成环形回路，则在外磁场中，绝大部份磁场集中在铁磁回路中。这可以把铁磁材料与空腔中的空气

作为并联磁路来分析。因为铁磁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍，所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多，外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁材料壁内通过，而进入空腔的磁通量极少。这样，被铁磁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场，从而达到静磁屏蔽的目的。材料的磁导率愈高，筒壁愈厚，屏蔽效果就愈显著。因常用磁导率高的铁磁材料如软铁、硅钢、坡莫合金做屏蔽层，故静磁屏蔽又叫铁磁屏蔽。为了提高仪器或产品的质量，必须将产生漏磁通的部件实行静磁屏蔽。在手表中，在机芯外罩以软铁薄壳就可以起防磁作用。 这样就用静磁屏蔽原理圆满的解决了这一问题，而不是把答案限制在初二所学的一点知识范围。

五、反思

这是一道实验探究题，在中考中也常见类似的题。 新课标要求我们转变消极观念，创造条件开展实验探究教学。但有一些探究性的题出的脱离实际，虽然在理论上有所提升，但学生往往不能和所学习的基础知识联系起来。使考点不明确。俗话说：“眼过三番，不如手过一遍”，与其搞大量实验探究题的“题海战术”，不如创造条件开展实验探究教学，让

学生

多经历一些探究实验的体验，从而提高识记和应用知识的能力。

新物理课程标准特别强调科学方法和科学态度的学习。科学探究不仅是教学方式，也是教学内容，是这次课改的核心内容。从初中物理新教科书内容来看，除了原有体现科学探究教学内容的实验外，还将部分验证性实验或测量性实验转化为新教材的探究性实验，同时又增加了许多新的探究内容，其形式不仅包括学生分组实验、演示实验，还有家庭小实验、小制作、调查与研究等。因此，教师不应总是埋怨器材不足、实验场所缺乏等客观因素，消极对待科学探究，而应充分挖掘并且利用这些科学探究的素材，广泛组织学生开展科学探究活动，以激发学生对于科学的兴趣，懂得认识未知事物的方法，发展学生的实践能力和创新意识。

树立终身学习思想，努力提高教师自身的素质。物理新课程的着眼点在于学生的发展而不局限于知识的传承。在内容上进行了调整，删除了繁、难、偏、旧的内容，适当地降低了部分内容的教学要求，定量要求少了，对解释现象、科技、人文的意义等要求多了，同时又增加了一些了解性知识。对学生的知识难度要求降低了，对学生的能力要求和科学素养要求高了。它淡化了不同科目之间的区别，有意识地突出了不同科目之间的相互渗透，因而对物理教师的素养要求更高，知识面要求更广，使物理教学的难度更大。中考物理题中的实验探究题，以新课标为命题指导思想，它的特点折射出了新课程标准的思想及课程改革对物理教师的要求，使我们看到了教改的步伐，这就要求我们必需转变观念，树立终身学习思想，努力提高教师自身的素质，更加重视实验探究的教学，并将教师的教学行为、学生的学习为导向素质教育的轨道。