高中物理楞次定律实验教案

第三节：楞次定律教案

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）、理解楞次定律的内容。

（2）、能初步应用楞次定律判定感应电流方向。

（3）、理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。

（4）、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。

2、过程与方法

（1）、通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律

（2）、通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。

3、情感态度与价值观

（1）、使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。

（2）、培养学生的空间想象能力。

（3）、让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。

【教学重点】应用楞次定律（判感应电流的方向）

【教学难点】理解楞次定律（“阻碍”的含义）

【教学方法】  实验法、探究法、讨论法、归纳法

【教具准备】

灵敏电流计，线圈(外面有明显的绕线标志)，导线若干，条形磁铁，线圈

【教学过程】

一、复习提问：

1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？

答：穿过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流。

2、磁通量的变化包括哪情况？

答：根据公式Φ=BS sinθ(θ是B与S之间的夹角)可知，磁通量Φ的变化包括B的变化，S的变化，B与S之间的夹角的变化。这些变化都可以引起感应电流的产生。

二、引入新课

提出问题：如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问

①有没有感应电流？（有，因磁通量有变化）；

②感应电流方向如何？

本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。

三、进行新课

1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考：

（1）、灵敏电流计的作用是什么？为什么用灵敏电流计而不用安培表？

答：灵敏电流计——（把灵敏电流计与干电池试触，演示指针偏转方向与电流流入方向间的关系）电流从那侧接线柱流入，指针就向那侧偏转，因为灵敏电流计的量程较小，灵敏度较高，能测出螺线管中产生的微弱感应电流。

（2）、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流，而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流？

螺 线 管

 

灵 敏 电 流 计

 

G

答：因为穿过螺线管的磁通量发生变化，所以是螺线管中的感应电流，而螺线管中的电流也就是单匝线圈中的电流。

2、实验内容：

研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路，并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等，分析感应电流的方向与哪些因素有关。

3、学生探究：研究感应电流的方向

（1）、探究目标：找这两个磁场的方向关系的规律。

（2）、探究方向：从磁铁和线圈有磁力作用入手。

（3）、探究手段：分组实验（器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线）

（4）、探究过程

操   作   方   法   填   写   内   容	N		S		磁铁在管上静止不动时		磁铁在管中静止不动时
	插入	拔出	插入	拔出	N在下	S在下	N在下	S在下
原来磁场的方向	向下	向下	向上	向上	向下	向上	向下	向上
原来磁场的磁通量变化	增大	减小	增大	减小	不变	不变	不变	不变
感应磁场的方向	向上	向下	向下	向上	无	无	无	无
原磁场与感应磁场方向的关系	相反	相同	相反	相同	——	——	——	——
感应电流的方向（螺线管上）	向上	向下	向下	向上	无	无	无	无

（5）、学生带着问题分组讨论：

问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？

问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。

问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？

学生四人一组相互交流、分析、讨论，用简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况，然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流，师生共同讨论，形成结论。

教学中，学生概括多种多样，有的也非常准确到位，甚至于出乎意料，如：

概括1：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

概括2：感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化

概括3：感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的那个原因

（加点部分为学生提出的关键词）

教师应充分肯定他们的结论，并对出现的问题进行讨论、纠正，

总结规律：原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场相反，有阻碍变大作用

        原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场相同，有阻碍变小作用

结论：增反减同

展示多媒体课件再次看看多媒体模拟的电磁感应中感应电流的产生过程。

投影展示楞次定律内容及其理解：

4、楞次定律——感应电流的方向

（1）、内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

（师指出上述结论是物理学家楞次概括了各种实验结果提出的，并对楞次的物理学贡献简单介绍）

（2）、理解：

       ①、阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同

         “阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化

②、注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场

③、学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。

根据标出的磁极方向总结规律：

感应电流的磁场总是磁体阻碍相对运动。“你来我不让你来，你走我不让你走”

强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：

a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。

b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。

④、感应电流的方向即感应电动势的方向

⑤、阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程

  例：上述实验中，若条形磁铁是自由落体，则磁铁下落过程中受到向上的阻力，即机械能→电能→内能

（3）、应用楞次定律步骤：

①、明确原磁场的方向；

②、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；

③、根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向；

④、利用安培定则判定感应电流的方向。

（4）、楞次定律的应用

      例：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？

I

　　　解：⑴由安培定则A环中电流产生的磁场方向向里

⑵穿过大环的磁通量增大

⑶由楞次定律可知感应电流的磁场向外

⑷由安培定则得外环感应电流为逆时针

　　　　　同理当电流减小时，外环中感应电流方向为顺时针

5、楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线

    问题1：当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流，这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢，可以用楞次定律判断电流的方向吗？

答：当然可以用楞次定律来判断感应电流的方向，如果导体棒ab向右运动，则由楞次定律可知，穿过闭合回路的磁通量增加，则感应磁场就要与原磁场方向相反，即感应磁场方向向外，所以感应电流的方向aèdècèbèa

问题2：用楞次定律判断感应电流的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？

答：有简单的方法，如果我们仔细研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向，就能找出一种方法——右手定则：

（1）、右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向

（2）、适用条件：切割磁感线的情况

（3）、说明：

    ①、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解

      例：分别用右手定则和楞次定律判断

          通过电流表的电流方向(课本P204(3))

G

 

ν

 

I

 

②、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况

③、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）

6、巩固练习

例1：为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流？

 

 

例2：如图所示，平行金属导轨的左端连有电阻R，金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时，线框ABCD中有无闭合电流？____；电阻R上有无电流通过？____

 

 

 

 

 

【课堂小结】

1、楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

2、判定感应电流方向的步骤

3、右手定则确定感应电流的方向

【板书设计】

第三节：楞次定律

一、楞次定律

1、内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

2、理解：

  ①、阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同

    “阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化

②、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。

③、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。

④、感应电流的方向即感应电动势的方向

⑤、阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程

 3、应用楞次定律步骤：

①、明确原磁场的方向；

②、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；

③、根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向；

④、利用安培定则判定感应电流的方向。

4、楞次定律的应用

二、楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线

（1）、右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向

（2）、适用条件：切割磁感线的情况

（3）、说明：

   ①、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解

   ②、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况

③、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极）

【布置作业】选修3-2课本第12页“思考与讨论”1、2、3、4题

课后作业：第13页1、2、3、4题

【设计思想】

本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，营造一个“和谐”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。

1、在课堂教学中注重多种能力的培养：

本节内容应以实验为主，通过实验总结楞次定律。通常情况，都是由教师演示，学生观察，得出结论。但本节课以学生为主，让学生实验，得出结论，验证结论等等，教师只起引导和组织的作用，这样不仅能让学生对楞次定律理解深刻，而且也培养了学生实验操作技能以及分析、归纳、概括、总结等逻辑思维能力。

2、用现代化教学手段进行教学：

虽说实物演示直观明了地反映事物的某些现象，但通过它我们只能看到一些宏观现象，对定律微观本质的分析（比如：磁极周围的磁感线既看不见，又摸不着）就无能为力了，教师将现代化教学手段引进课堂，用微机动画模拟，生动形象地展示两磁场间"阻碍"作用，不仅突出本节的重点，还突破了难点，使学生对定律有一个深刻理解，生动的记忆，同时又激发了学生的学习兴趣。

3、 注重德育渗透

这一节课讲授的楞次定律是从实验分析开始，归纳概括出初步结论后，再用实验来验证，不仅体现物理学科是实验学科的特点，培养了学生实事求是，严谨的科学态度，还符合辩证法中从实践中来，再回到实验中去的认识规律，达到对学生的辩证唯物主义教育。

【教学后记】

1、时代在变，观念在变，学生的思维在变，对教师的教学设计，能因学生的变化而变化，是其应该具有的特征。

2、如果采取课前微视频的方式进行教学就会出现效果不好，课上探究积极性和效果不好的发生；

3、探究式教学是物理规律教学的好的教学模式，但它不是物理教学的模式，只有在实践中证明采用探究式教学能体现新的课程标准和教学理念的地方采用才是合理的选择。

4、探究式教学围绕问题展开，并不是教师提出一个漫无边际的问题，学生无尽的思考并随意回答所构成的“菜场式”课堂，需要教师的引导，需要学生的参与，主要要呈现探究的要素，体现探究的过程和方法。

5、对不同的学生，设问要做到“起点定方向，落点定区域”。

6、在课堂探究的过程中，教师要尽可能预见可能出现的问题，课堂上遇到无法解决的问题，课后要查阅资料，请教别人，明确认识后，告诉学生，教师也要保持学习的习惯。