高中物理教学中发电机模型的改进创新——便携式发电机原理形象演示仪的研制，本文主要内容关键词为：发电机论文,演示论文,模型论文,高中物理论文,原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理教学离不开实验，实验离不开教具。在物理学中直观形象地描述与研究磁感线，并用多种方法在教学中模拟演示出来，对提高教学效果起到良好的作用。在讲解高中物理发电机原理教学中，教师通常使用现有的发电机演示，并在黑板上画出各位置的线圈和磁感线进行分析，很难见到抽象的磁感线的实验演示。
观察线圈转动时，不同位置切割磁感线是发电机原理教学的重要环节。学生若能直观地观察到磁感线，便能促进理性知识的理解，从而更好地培养学生的自主探究能力。为了提高发电机原理实验演示的课堂教学效率和效果，研制了“便携式发电机原理形象演示仪”（如图1所示），避免了现有教具的缺陷。
一、便携式发电机原理形象演示仪的研制
本教具形象地演示发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动一周的过程，便于观察线圈做切割磁感线运动，将抽象化为形象，便于学生理解。并且在教学中结合教具实物图画出立体图，便于直观分析线框的位置与产生感应电流对应起来，帮助学生建立起鲜明形象的对比，把物理过程和描述它的规律对应起来。
1.教具材料
电流计、电池盒、线圈、磁铁、激光灯、铜环、铁片、有机玻璃、木板、放烟铁盒（月饼盒）。
2.制作方法
①将有机玻璃板及一块木板切割成教具仪器所示的形状，并钻孔上螺丝，拼装成矩形透明容器。
②如图2焊接好铁架，并装进容器中。
③白色方形框上绕上漆包线，并在线圈上穿过一条轴，用蜡把铜环固定在轴上，接着在轴上装上转动的手柄盘。
④将两小条铁片固定安装（如图3所示），铁片紧挨着铜环，构成电刷结构。
⑤将漆包线绕在接线柱上，让激光灯头并联接入，接好后固定在木板上。
⑥在装烟的铁盒盒盖安装线路，最后将所有零件进行安装。
3.实验步骤
①将艾条或香点燃放入放烟箱中，然后将仪器盖上，让烟雾进入仪器的透明盒中。（烟雾可以在上课演示前事先准备，节省时间。）
②将电流计的接线柱接到电刷两端的接线柱上。
③当薄薄一层烟雾弥漫在透明仪器盒中时，打开激光灯的电源，就能看见一束束红光，这能形象地表示磁铁的南北两极发出的磁感线。
④转动矩形线圈，观察电流计的变化以及线圈转动的位置。
4.注意事项
①实验时，激光灯不要开得太久，以免烧坏。可以在讲解时关闭一下。
②观察时，激光不可直射眼睛，以免造成对眼睛的伤害。
③实验结束后，必须检查点燃的艾条或香是否熄灭。烟雾最好选用环保的。
二、教具的改进及创新
磁体的周围存在着一种我们看不见、摸不着的特殊物质——磁场。为了形象地描述磁场，人们引入了磁感线。磁感线是一种假想的线，可以借助铁屑在磁场中的排列来形象地描述。这种方法观察起来很形象，但在高中阶段的物理选修3-2教材中，现有发电机模型中却难以引进铁屑模拟磁感线，也不易观察线圈切割磁感线。针对这些缺陷，对教具进行改进而成的便携式发电机原理形象演示仪显现出独特的创新优势。
1.方便携带
本实验装置容易摆放，操作简单，快捷，随时随地都能演示，携带方便，能进行分组实验探究。
2.形象演示
激光灯模拟的磁感线现象明显，立体效果好，可见度高（如图4所示）。实验时可以从不同角度观察线圈与磁感线的夹角，将抽象化为形象，有利于学生留下强烈的印象，更加便于学生自主探究，提高学习的效果。
3.增强兴趣
使用激光灯，便可在烟雾中观察到一束束光，增强学生的好奇心，加强学生的立体空间感，提高学生学习的兴趣。
注：该作品在第八届（天煌杯）全国优秀自制教具展评活动中获二等奖。