基于科学推理的科学探究——以“探究安培力方向”为例

科学推理能力的培养越来越受到人们的关注,科学探究过程为提升学生的科学推理能力提供了条件.基于论证驱动的科学探究过程,提出了提升学生科学推理能力的实施路径,并给出了“探究安培力的方向”实验教学案例,从而为教师提升学生的科学推理能力提供借鉴.

采用安培力与偏振法测量杨氏模量

基于杨氏模量的测量原理,设计并搭建了新的实验装置.利用导电线圈对待测钢丝产生应力,采用偏振法测量相应的应变,测得钢丝的杨氏模量为(2.22±0.15)×10^(11)N/m^(2).测量装置小型化、精度高、易操作,并具有力、光、电、磁等多模块的知识整合,可以作为大学物理实验教学中的综合性探究实验.

PBL教学模式在物理实验教学中的应用——以“探究安培力的大小”为例

以PBL教学模式为指导,利用DISLab创新实验进行“探究安培力大小”的教学,实现定性实验到定量实验的突破,激发学生进行科学探究的内驱力,帮助学生更加深刻地理解和把握物理概念和规律。

自制安培力方向演示仪

从实现完备的实验器材、有对比度的实验现象以及便捷的操作方式入手,对“安培力的方向”传统实验进行改进。改进后的教具,具有原理易懂、材料易得、效果明显、操作简单等优势,能有效帮助教师增强实验演示效果,提高教学效率。

基于学习进阶层级模型的任务驱动教学——以“安培力教学”为例

本文以学习进阶发展层级模型为理论支架划分教学目标,采用任务驱动教学方法驱动学生通过解决核心任务实现生成式学习.以“安培力”为教学案例,在原有演示实验基础上衍生出逐级进阶的探究和设计任务,促使学生在完成任务的过程中发现问题,整合各单元相关知识解决问题,最终实现下位概念到核心概念的转化.通过展示实际案例,描述一种基于学习进阶发展层级模型的任务驱动教学设计方案,为任务驱动结合学习进阶应用于教学实践提供参考,并给出实践过程中的一些建议.

圆电流在非均匀磁场中所受的安培力

给出了计算圆电流在非均匀磁场中所受的安培力的两种方法:换元积分法和复变函数法,对教师在教学中处理有关的积分问题以及培养学生的计算能力有一定指导意义.

对安培力与洛伦兹力的关系的探讨

安培力和洛伦兹力是不同的物理概念,它们既有联系又有区别。通过对二者数学关系的推导,在做功问题上的矛盾的讨论,利用霍尔效应对其机理的分析,进一步论证了安培力与洛伦兹力在宏观和微观上的联系,以加深对这两个基本概念的理解。

磁场对电流的作用——安培力综合问题探究

磁场对电流的作用是高考的热门考点,常考查安培力作用下通电导体的平衡或安培力做功问题,考查学生的理解能力、推理能力和空间想象能力.本文对安培力的综合问题进行探究,并例举实例进行分析,以期望帮助学生对左手定则和安培力有深刻的理解与掌握.

巧设实验 突破难点——以人教版“安培力方向”教学设计为例

安培力方向是安培力教学的难点,本文针对人教版教材“安培力方向”教学设计,利用几件简易的自制教具,通过精心设计实验,把学生的思维不断引向深入,使学生深刻理解左手定则,有效突破“安培力方向”这一教学难点,促进学科核心素养的落实.

论安培力与洛伦兹力的关联性

安培力和洛伦兹力作为最为常见的两种电磁力,关于它们之间的联系,以及安培力的微观本质在传统的研究当中形成的多种观点,比如“碰撞传递效应理论”“霍尔电场”“正离子受力机制”等。这些观点都存在着一些不能自洽的局限性,甚至本身都是一种错误,这也就使得对于安培力和洛伦兹力的关联性仍然具有讨论的价值。随着时代科技的不断发展,人类对于微观本质的探索也在持续推进。主要通过对传统观念下的安培力本质观点的阐述以及对其提出疑问,然后以较为简便的理解方式及推导关系得出安培力与洛伦兹力的联系。

自制安培力定量探究仪

定量探究安培力的大小是普通高中物理重要内容.利用手提秤改装微力传感器测量安培力大小,制作专用电路板,借助数字电流表准确测量电流值,通过自制不同磁场强度的磁铁组来改变磁场强度,设计快速改变并读取磁场与电流的夹角数据结构,用来探究安培力大小与长度、电流大小、磁场强度及电流方向和磁场方向夹角的关系.

数字化技术下提高物理实验教学的有效性研究——以“测量安培力”为例

现行教材对安培力的测量讲解,大多停留在定性描述的层面,缺乏实验操作的支撑。利用数字化技术突破安培力不可定量测出的困境,能有效证明通电直导线所受安培力大小与电流和磁场方向的夹角为正弦关系。数字化技术下的物理实验提高了学生的探究能力,有利于学生的物理核心素养培养,也提高了物理实验教学的有效性。

刚性线圈所受磁场安培力规律的研究——以2022年全国高考物理乙卷24题为例

以2022年全国高考物理乙卷第24题为例,对刚性线圈所受磁场安培力的合力进行定量分析。为解决问题方便,提出一个引理和推论并分别进行证明。变换相关已知条件,给出与原来高考题目背景材料类似的几个不同变式,并分别进行解析。

浅探安培力的理解和应用

安培力是指通电导线在磁场中受到的力,是洛伦兹力(运动电荷在磁场中受到的力)的宏观表现。安培力既可以不做功,也可以做正功(电动机原理),还可以做负功(发电机原理)。理解安培力需从理解安培力的方向和大小入手,求解涉及安培力的问题需要重点关注受力分析。下面举例说明,供同学们参考。

宏观转微观--巧解安培力方向之疑

在新粤教版的物理选择性必修二教材第一章第一节“安培力的大小和方向”的内容中,对方向的探究只呈现了磁感应强度与电流方向垂直的情况,而在大小的描述中,只给出了“当通电直导线与磁场方向平行时,通电直导线所受安培力的大小为零”的结论,从理论上得出了安培力的一般表达式F=BIL sinθ。然而,按书本上的实验装置难以实现对磁场方向与电流方向平行的或有一定夹角的探究。

安培力补偿型扭称法测量万有引力常数

针对传统卡文迪许扭称方法中存在的缺点，提出了用于测量引力常数的新型补偿型扭称。其基本原理是利用电流环之间的安培力补偿扭称的检验质量与吸引质量之间的万有引力，从而使扭称保持平衡状态。通过测量电流环中的电流大小和相关参量，可确定引力常数Ｇ。该方法的优点在于可避免扭称偏转角度的绝对测量，能消除悬线的非线性影响，并且非常容易测量出检验质量和吸引质量的间距。

基于安培力的金属与非金属自动分离垃圾箱

传统的利用磁力分离金属与非金属垃圾的方法存在难以分离出非导磁材料金属垃圾的问题。为此,研究了非导磁性金属垃圾的分类问题,提出了基于安培力的金属和非金属垃圾分类方法,以AT80C52单片机为控制器,设计了一种用于步行街的小型环保垃圾箱,能够对行人随手扔进的垃圾进行金属和非金属现场自动分类。介绍了该垃圾箱的组成结构及工作原理,并给出了详细的电路控制系统设计方案。该垃圾箱具有设计制造成本低、使用方便、实用性强等特点。

安培力演示仪的设计与制作

安培力是中学及大学物理教学中的重要章节,在课堂教学中广泛使用安培力演示仪演示安培力,验证左手定则.我们设计并制作了一种安培力演示仪,其主要由线圈、磁铁、电池和底座构成,通电后线圈在安培力的作用下可持续转动.它不仅可以用于安培定律演示,还可以用于刚体定轴转动现象演示.该演示仪具有制作成本低廉、装置尺寸大、演示效果好、轻便易携和操作简便等优点,有望在中学及大学的物理课堂上广泛应用.

安培力定量分析演示仪的改进

对现有安培力演示仪进行了改进,利用可调直流电源改变电流的大小和方向,通过对调磁极可改变磁场的方向,通过移动磁极之间的距离可改变磁场的强弱,通过改变线圈抽头接线柱可改变通电导体的长度.利用该仪器可定量探究安培力的大小和方向与通电导体长度、电流的大小和方向以及磁场强度的关系.

相对论形式下安培力的微观解释

从通电金属棒间安培力微观解释的传统观点出发,引出是否会出现在某个惯性参考系中相对静止同号电荷相互吸引的疑问.为了解答这个疑问,首先推导出相对论下的洛伦兹力,并把它应用于计算两个运动点电荷之间的电磁力,证明了在任何惯性系下相对静止的两个同号电荷不可能出现相互吸引的现象.最后,通过考虑金属棒中与电子等量的异号电荷的影响,对两根通电金属棒之间的安培力给出了一种比较全面的微观解释.