摘要：根據(jù)電流的磁效應(yīng)和磁極間的相互作用來猜想電動機(jī)轉(zhuǎn)動原理，運(yùn)用安培定則來判定電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，不必介紹左手定則，從而降低教學(xué)難度，便于學(xué)生理解電磁的重點(diǎn)知識，也有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和創(chuàng)新能力。

　　關(guān)鍵詞：電動機(jī)　安培定則　轉(zhuǎn)動原理

　　初中物理關(guān)于直流電動機(jī)方面的內(nèi)容，主要是圍繞電動機(jī)的工作原理展開的，新教材是按照科學(xué)探究過程編寫的，目的是要求學(xué)生通過組裝制作電動機(jī)模型的過程中，了解電動機(jī)的組成結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和探究電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理，以及掌握電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的改變方法。為了便于學(xué)生理解電動機(jī)的工作原理，教材必須要引入一個實(shí)驗(yàn)，即如圖（一）所示的通電導(dǎo)線在磁場中受到力作用的實(shí)驗(yàn)，并且必須通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生知道通電導(dǎo)線受力方向跟電流方向和磁場方向有關(guān)，以此說明通電線圈在磁場中受力會發(fā)生扭動或轉(zhuǎn)動。但由于導(dǎo)體棒較重、滑軌不光滑、單根導(dǎo)體受到的安培力較小等因素影響，實(shí)驗(yàn)很難成功，于是有些教師只好以講代做，缺乏實(shí)驗(yàn)的直觀性和可信性。另外，為了講清電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向問題，有些教師在實(shí)際教學(xué)中又不得不介紹左手定則，這又加大了教學(xué)難度，初中學(xué)生不易理解和掌握。在實(shí)際科學(xué)探究活動中，學(xué)生觀察或組裝的電動機(jī)模型中，轉(zhuǎn)子部分不是空心矩形線圈，而是一個帶有鐵芯的線圈即電磁鐵，如圖（二）所示，這與教材提供的電動機(jī)轉(zhuǎn)動原理圖即如圖（三）的空心線圈轉(zhuǎn)子是有差別的，學(xué)生不容易將兩者統(tǒng)一起來，從而引起學(xué)習(xí)障礙。為了克服以上問題，我從電流的磁效應(yīng)和磁極間的相互作用規(guī)律來推理和演示磁場對電流的作用規(guī)律，并且只運(yùn)用安培定則（即右手螺旋定則）即可判定電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向來展開教學(xué)的，收到了很好的教學(xué)效果。

　　首先，從理論上啟發(fā)學(xué)生，磁體與磁體之間的相互作用是通過磁場來傳遞的，即：磁體→磁場→磁體，又由于力的作用是相互的，應(yīng)有：磁體←磁場←磁體。再啟發(fā)學(xué)生電流周圍存在磁場，即電流的磁效應(yīng)，那么，能否有：電流→磁場→磁體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？結(jié)合電磁鐵和力的作用相互性的知識，鼓勵學(xué)生大膽猜想：電流←磁場←磁體，從而就可轉(zhuǎn)入用實(shí)驗(yàn)來探究磁場對電流的作用。在實(shí)際教學(xué)中用電磁鐵或空心線圈做實(shí)驗(yàn)效果較好。

　　為了便于理解磁場與電流間的相互作用，在此可以用對照實(shí)驗(yàn)展開教學(xué)，即用銅絲纏在條形磁鐵中間部位作轉(zhuǎn)軸，將該磁鐵做轉(zhuǎn)子安裝在磁場中，如圖（四），根據(jù)磁極間相互作用規(guī)律，條形磁鐵由于受磁力而發(fā)生轉(zhuǎn)動，但不能連續(xù)轉(zhuǎn)動，而是在平衡位置上擺動幾下就停下來了，這可讓學(xué)生自行分析其中的原因。同理，用電磁鐵作轉(zhuǎn)子，如圖（五），也會有相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但由于電磁鐵的磁性強(qiáng)弱、極性均可由電流大小、方向來控制，從而啟發(fā)學(xué)生再進(jìn)行猜想、設(shè)計實(shí)驗(yàn)來探索磁場對電流有力的作用，并且改變電流方向或改變磁場方向，電磁鐵受力轉(zhuǎn)動的方向也改變。通過實(shí)際探究學(xué)生很容易接受和理解，并且實(shí)驗(yàn)非常順利和成功，學(xué)生也很容易理解如圖（六）所示的空心線圈通電扭轉(zhuǎn)的原因，即空心線圈通電產(chǎn)生的磁場N極向外、S極向內(nèi)，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律，很容易判斷其轉(zhuǎn)動方向。

　　接下來向?qū)W生提出怎樣讓轉(zhuǎn)子能連續(xù)轉(zhuǎn)動的問題，教師可適當(dāng)啟發(fā)，或?qū)W生提出猜想，將學(xué)生的猜想與假設(shè)列在黑板上，如有的學(xué)生提出在平衡位置時不斷改變電磁鐵中的電流方向，就可讓其連續(xù)轉(zhuǎn)動；有的學(xué)生提出不斷調(diào)換磁場的兩極也能達(dá)到同樣的目的；還有的學(xué)生由于受制作小小電動機(jī)的啟發(fā)，提出用通斷電流的方法適時加電讓其轉(zhuǎn)動，這點(diǎn)類似于蕩秋千，半圈通電有磁力作用、另半圈靠慣性也可連續(xù)轉(zhuǎn)動等等，教師盡可能地滿足學(xué)生提出的猜想來完成實(shí)驗(yàn)，從而極大地激發(fā)了學(xué)生探究電動機(jī)轉(zhuǎn)動原理的興趣，學(xué)習(xí)探究氛圍異常濃厚。用這種探究式的方法進(jìn)行教學(xué)，不僅體現(xiàn)以學(xué)生為主體，讓學(xué)生主動獲取知識，而且能使他們從中體會獲取知識、探究規(guī)律的方法。學(xué)生認(rèn)為這些實(shí)驗(yàn)是按自己設(shè)計的方案進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和他們的猜想是一致的，結(jié)論和規(guī)律又是自己總結(jié)出來的，自豪感、滿足感油然而生。當(dāng)在實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)子能連續(xù)轉(zhuǎn)動時，更會讓學(xué)生興奮不已、甚至歡呼雀躍。在此基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到實(shí)際電動機(jī)中的換向器的結(jié)構(gòu)和作用，學(xué)生就很容易理解到換向器起及時改變電磁鐵線圈中的電流方向，從而保持轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動的作用。這樣，過程方法目標(biāo)、情感態(tài)度目標(biāo)就自然達(dá)到了。

　　最后，教師可引導(dǎo)學(xué)生用右手螺旋定則判定矩形線圈轉(zhuǎn)子的N、S極，再根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律，很容易判斷電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，如圖七和圖八，并且進(jìn)一步了解了換向器的作用。

　　通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生很容易了解直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動原理，學(xué)會了應(yīng)用已知的科學(xué)規(guī)律去解釋電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向問題。在制作電動機(jī)活動中，學(xué)生知道改變電流方向可以改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向，改變電流大小和磁鐵磁性可以改變轉(zhuǎn)子速度等知識。還有許多學(xué)生能夠理解實(shí)際微型直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子為何制作成三極式的（如圖九），這又培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和創(chuàng)新能力，收到寓思想、觀點(diǎn)、方法于探索物理知識之中的效果。