◆王丹 罗剑

1 问题提出

在浙教版《科学》八年级下册的电磁感应现象教学中，电磁感应的条件是教学中的重点：“闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，会产生感应电流。”教材的实验只对切割磁感线进行了深入探究[1]，在得出结论时，很多学生对条件中的“一部分导体”提出疑问：为什么要一部分导体在磁场中切割磁感线？所有导体均在磁场中切割磁感线会有什么结果？

其实，产生感应电流的实质是闭合回路中的磁通量发生变化，而在初中阶段所研究的均为匀强磁场，全部导体在磁场中切割磁感线时磁通量没有变化，因此不会产生感应电流。初中学生没有磁通量的概念，那么如何向初中生解释这个问题？通常，教师会通过画一幅线圈在磁场中运动的图，直接在理论上给学生讲解当线圈全部在磁场时，两条对边产生的感应电流方向相反，互相抵消。这种直接讲解的方式使学生缺少直观的感受，也跳过了自己思考的过程，效果不佳。

2 装置设计与制作

基于上述教学问题，有必要设计一套实验装置，让学生直观观察线圈的部分导体和全部导体在磁场中切割磁感线到底会不会产生感应电流。学生可以基于直观的感受，再去思考造成这种结果的原因。

首先，需要制造一个范围较大的匀强磁场以确保整个线圈置于磁场之中。通常，实验室是通过制造亥姆霍兹线圈产生匀强磁场的[2-4]。但是，亥姆霍兹线圈制作较为复杂，线圈匝数通常要大于500匝，且通入的电流较大时才能得到几毫特斯拉强度的磁场，此时线圈中电流的热效应会影响实验装置的安全性。……