楞次定律教学设计

发布时间:2017-03-13 编辑:文洁

  导语:《楞次定律》是新课标人教版选修3—2第4章第3节。楞次定律是判定感应电流方向的规律。以下是小编带来的教学设计,希望对您有所帮助。

  一、设计思路说明

  针对楞次定律在《电磁感应》这一章中的承上启下的重点地位,及楞次定律这一节课出现的教学难点,本节课设计定位于教师引导学生对产生感应电流方向判断基本物理规律的探究过程上,难点在于引导学生能从众多物理量中寻找影响感应电流方向的根本因素。所以在设计时从学生的认知能力上出发,尽量铺设多个台阶,降低探究的难度,使学生从直观的磁通量的不同变化引起不同感应电流方向,分析出感应电流的磁场在楞次定律中的作用。

  为了突出这一节课探究过程及学生思维分析能力培养的重要地位,因此在这一节课中对楞次定律的第二表述及能量观点理解楞次定律不做分析。(放在第二课时)

  二、 楞次定律在教材中的地位和作用分析

  楞次定律是本章教学的重点和难点。一是其涉及的因素多(磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向、电流方向),关系复杂;二是规律比较隐蔽,其抽象性和概括性很强。因此,学生理解楞次定律有较大的难度,成为本章教学的难点。本节课的主要任务是引导学生通过实验探究过程,总结出感应电流的方向所遵循的一般规律——楞次定律,并对定律内容有初步的认识。在探究楞次定律后,通过应用楞次定律进行有关判断,可以帮助学生深刻理解楞次定律,顺利突破这一难点。

  根据教学大纲的要求和教材的特点,结合学生实际,特制定本课的教学目标如下:

  【教学目标】

  1、知识与技能:

  (1)理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流的方向,解答有关问题。

  (2)掌握右手定则,认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。

  (3)理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。

  (4)体验楞次定律的实验探究过程,提高分析、归纳、概括及表述的能力。

  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)通过自主学习与实验探究的方法,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)感受科学家对规律的研究过程,学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。

  (2)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】

  通过对实验进行探究和观察,分析、归纳,并总结出楞次定律。

  【教学难点】

  正确理解楞次定律中“阻碍”和“变化”的含义.

  【教学方法】 实验法、探究式教学、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,计算机多媒体.

  【教学过程】

  一、复习提问: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。

  二、引入新课

  引入上一节课的实验,设置情景、提出问题:

  当条形磁铁N极分别向下插入和向上拔出线圈,请学生观察现象。

  师:电流表的指针偏转方向是否一样?

  生:电流表指针偏转方向不一样。

  师:电流表指针偏转方向不同,反映了在不同条件下线圈中感应电流的方向不同, 那么,线圈中感应电流的方向和哪些因素有关?关系怎样?如何寻找在现象背后隐藏的物理规律?这就是这节课我们要探究的如何判断感应电流的方向问题——楞次定律。

  二、实验设计: 探究感应电流方向

  请猜想:线圈中感应电流的方向和哪些因素有关?可以从哪些方面判断?(5分钟)

  (是磁体的极性问题,还是磁通量的增减问题?注意:引起感应电流的根本条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。)

  学生思考后,引导回答:将不同的磁极插入线圈,或将同一磁极插入和拔出都引起了感应电流不同的方向.感应电流的方向与磁场的方向及磁通量的变化均有关系。

  1、实验目的:

  探究线圈中感应电流的方向和磁通量的变化、磁场的方向的关系。

  2、制定方案(5分钟)

  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:灵敏电流计,条形磁铁,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干)

  (4)探究过程

  过渡:下面我们一起来探究这三个物理量的关系。

  请大家根据自己的实验现象和上图实验结果将下表完成。

  A:实验操作,现象记录:(7分钟)

  ……

  师:现在,各个小组都完成了实验,哪个小组愿意将展示出来?我们一起来分析结果。有没有哪个小组总结出了三个量之间简单的关系呢?

  生1:没有找出.

  师:到底是什么原因呢?大家想到什么说什么,也许你思想的火花可以激发其他同学的灵感!

  生2:发现不能找出关系是因为两个方向不方便比较。

  师:我们看看,是不是真的是这样?怎么办呢?

  师:磁通量的变化和磁场的方向是描述磁场的物理量,与感应电流的方向不是同一类物理量,不易比较。怎么办?是否能够寻找某一物理量来联系磁通量与感应电流的方向。

  [提醒学生从感应电流出发有磁场有关的联系。(可暗示感应电流的磁效应)]。

  ……

  师:引入“感应电流的磁场方向”。怎么由感应电流的方向确定感应电流的磁场方向呢?

  学生讨论答:用右手螺旋定则判定回路感应电流的磁场方向。

  师:在线圈中有两个磁场。条形磁铁的磁场叫做原磁场,“磁场的方向”、“磁通量的变化”前面加一个字“原”。

  师:请各小组在表格上补充“感应电流的磁场方向”一栏,并补充数据。

  师:现在请大家寻找原磁通量的变化、原磁场的方向、感应电流的磁场方向三者的关系。

  ……

  师:我们展示这个小组补充的数据……很好!

  B:学生带着问题分析讨论,得出结论

  学生四人一组相互交流、分析、讨论,用最简洁的语言概括出本组的结论。

  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(加点)。

  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2:感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起它的那个原因

  概括3:原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;

  原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

  教师应充分肯定他们的结论,特别是第3种概括。

  并对出现的问题进行讨论、纠正,并总结规律:

  当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加;

  当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少。

  C:过渡:现在我们通过展示多媒体课件,再次看看多媒体模拟的电磁感应中感应电流的产生过程。

  形象地展示这个结论,并进一步抽象概括。(7分钟)投影展示楞次定律内容及其理解:

  四、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。

  (老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)

  补充说明:对楞次定律的理解:(对照表格所填写的内容说明)

  正确区分“原磁场方向”、“原磁场的磁通量变化”、“感应电流的磁场方向”。

  (2)然后讨论:如何理解定律中的“阻碍”两字?

  [1]谁起阻碍作用:要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”

  [2]阻碍什么:感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化。

  [3]阻碍就是感应电流的磁场总与原磁场方向相反吗?如何阻碍?

  不一定,当线圈中磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;

  当线圈中磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。(增反减同)

  [4]阻碍是阻止吗? 阻碍不是相反,也不是阻止,只是使磁通量的变化变慢了。

  4、课堂例题

  通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,试判断线圈中感应电流的方向。 分析:1、原磁场的方向:向里

  2、原磁通量变化情况:减小

  3、感应电流的磁场方向:向里

  4、感应电流的方向:顺时针

  练习: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?

  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为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:闭合电路一部分导体切割磁感线运动的情况

  (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)

  6、课堂习题训练

  【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、对楞次定律中“阻碍”的理解

  3、右手定则确定感应电流的方向

  【板书设计】 4.3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、对楞次定律中“阻碍”的理解

  [1]谁起阻碍作用: “感应电流的磁场”

  [2]阻碍什么:阻碍的是磁通量的变化。

  [3]阻碍就是感应电流的磁场总与原磁场方向相反吗?如何阻碍?

  不一定,(增反减同)

  [4]阻碍是阻止吗? 阻碍不是相反,也不是阻止,只是使磁通量的变化变慢了。

  3、右手定则确定感应电流的方向