楞次定律及其應用

時間：2023-05-02 04:21:13 物理教案我要投稿

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楞次定律及其應用

教學目標

知識目標

理解楞次定律的內(nèi)容,初步掌握利用楞次定律判斷感應電流方向的方法；

能力及情感目標

1、通過學生實驗，培養(yǎng)學生的動手實驗能力、分析歸納能力；

2、通過對科學家的介紹，培養(yǎng)學生嚴肅認真，不怕艱苦的學習態(tài)度．

3、從楞次定律的因果關(guān)系，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力．

4、從楞次定律的不同的表述形式，培養(yǎng)學生多角度認識問題的能力和高度概括的能力．

教學建議

教材分析

楞次定律是高中物理中的重點內(nèi)容，由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多，只有對原磁場方向、原磁通量變化情況、感應電流的磁場方向、以及安培定則和右手螺旋定則進行正確的判定和使用，才能得到正確的感應電流的方向．所以這部分內(nèi)容也是電學部分的一個難點．為了突破此難點，可以通過教學軟件，用計算機進行形象化演示，將變化過程逐步分解，通過設(shè)疑——突破疑點——理解深化，由淺入深的進行教學．

教法建議

在復習部分，先讓學生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應電流，用計算機動態(tài)模擬導體切割情景，讓學生順利地用右手定則判斷出感應電流的方向，馬上在原題的基礎(chǔ)上變切割為磁場增強，在此設(shè)疑：用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應電流，還能用右手定則判斷嗎？如果不能，我們應該用什么方法判斷呢？使學生帶著疑問進入新課教學中去．

在新課教學部分，充分運用學生實驗和媒體資源分析相結(jié)合的教學方法，幫助學生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律，了解規(guī)律，所設(shè)計的軟件緊密聯(lián)系實驗過程，將動態(tài)演示和定格演示相結(jié)合，做到動中有靜，靜中有動，以達到傳統(tǒng)教學方法所不能達到的效果．另外，在得到規(guī)律之后，為了突破難點，首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學生理解“阻礙”和“變化”的含義，然后重現(xiàn)剛才學生實驗的動態(tài)過程，讓學生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟，并提供典型例題，通過形成性練習，使學生會應用新知識解決問題．

在對定律的深化部分，將演示實驗、學生討論、軟件演示有機的結(jié)合起來，使學生從力學和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解．

建議本節(jié)課的教學方法為現(xiàn)代化教學手段---計算機與傳統(tǒng)的教學方法進行有機的結(jié)合,以實現(xiàn)教學過程和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計算機模擬動態(tài)演示、學生實驗討論、教師講解的方式達到預定的教學目標．設(shè)計的軟件緊扣教學目標，為完成教學任務(wù)服務(wù)，充分突出現(xiàn)代化教學手段的優(yōu)勢．

楞次定律的教學設(shè)計方案

一、教學目標

1、理解楞次定律的內(nèi)容

2、理解楞次定律和能量守恒相符合

3、會用楞次定律解答有關(guān)問題

4、通過實驗的探索，培養(yǎng)學生的實驗操作、觀察能力和分析、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力．

二、教學重點：對楞次定律的理解．

三、教學難點：對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解．

四、教學媒體：

1、計算機、電視機（或大屏幕投影）；

2.、線圈、條形磁鐵、導線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器．

五、課堂教學結(jié)構(gòu)模式：探究式教學

六、教學過程：

復習：

1、提問：產(chǎn)生感應電流的條件是什么?

電腦演示例題：請同學回憶右手定則的內(nèi)容，并判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線時所產(chǎn)生感應電流的方向．

引入：

電腦設(shè)置新情景并提出問題引起學生思考:如果用其它方式改變磁通量，從而產(chǎn)生感應電流，如何判斷感應電流的方向呢？

新課教學

（一）、通過舊知識給出新結(jié)論：

即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線而產(chǎn)生的感應電流的方向給出結(jié)果：

當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反；

當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場方向相同．

（二）、學生實驗：實驗內(nèi)容見附表一．

實驗準備

1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系，搞清螺線管導線的繞向．

2、通過學生分析實驗結(jié)果和電腦的演示,使學生發(fā)現(xiàn)自己的實驗結(jié)果與上述結(jié)論相一致．

當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中就有感應電流產(chǎn)生．現(xiàn)在，我們再來根據(jù)實驗的結(jié)果來得出判斷感應電流方向的規(guī)律．由于電流方向和它所形成的磁場方向是有確定的規(guī)律的，因此，如果能夠確定感應電流的磁場的方向，便能夠確定感應電流的方向．

附表：

動作

原磁場方向

(向上、向下)

原磁通量變化情況

(增大、減小)

感應電流方向

（俯視：順、逆時針）

感應電流磁場方向

(向上、向下)

與方向的關(guān)系（相同、相反）

極向下插入

極不動

極向上抽出

極向下插入

極不動

極向上抽出

（三）、楞次定律內(nèi)容的教學部分：

1、通過前人所做實驗的大量性來說明此結(jié)論的普遍性．

2、通過電腦軟件模擬實驗過程, 進一步分析實驗的結(jié)論, 根據(jù)實驗現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律，請學生得出確定感應電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述，教師予以評價、修正，在此基礎(chǔ)上得出楞次定理的完善表述．得到楞次定律的內(nèi)容：

電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化

3、通過電腦演示,使學生進一步理解“阻礙”和“變化”的含義．

感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應電流的磁場．因此，不能認為感應電流的磁場的方向和引起感應電流的磁場方向相反．

這里的“阻礙”體現(xiàn)為：當引起感應電流的磁通量增加時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反，感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的增加；當引起感應電流的磁通量減少時，感應電流磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的減少；當回路中的磁通量不變時，則沒有“變化”需要阻礙，故此時沒有感應電流的磁場，也就沒有感應電流．

（四）、楞次定律的應用教學部分：

通過軟件教學模擬實驗過程,并加以引導,使學生獨立思考：

總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟．

練習部分：

⑴ 方形區(qū)域內(nèi)為勻強磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中，判斷感應電流的方向

⑵ 無限長通電直導線旁有一個矩形線圈，當線圈遠離直導線時，判斷感應電流的方向

⑶ A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當線圈A中的電流突然增強時,B中的感應電流方向如何?

（五）、定律的深化部分:

1、楞次定演示器進行演示實驗引起學生的思考．

2、通過學生的討論和電腦軟件的演示對實驗現(xiàn)象進行分析,得到實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．

3、深化:

從導體和磁體的相對運動的角度上看:電磁感應的效果是阻礙它們的相對運動;

②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)．

從能量轉(zhuǎn)換的角度來分析：螺線管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場，在螺線管上端為極，這個極將排斥外來的條形磁鐵的運動，條形磁鐵受此排斥力的作用而運動速度逐漸減小，即動能要減少；要維持其運動速度則需要有外力對磁鐵做功．可見，電磁感應現(xiàn)象中線圈的電能是外部的機械能通過做功轉(zhuǎn)化而來的．因此，楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的．

反之，我們可以設(shè)想一下，若感應電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反，則螺線管的磁場將與條形磁鐵相互吸引，這樣條形磁鐵的速度會愈來愈大．也就是說在電路獲得電能的同時，磁鐵的動能也增加了．這時，對于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來說，它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的，電能和動能是憑空產(chǎn)生了，這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背．

（六）、小結(jié)：

總結(jié)楞次定律的三種表述方式：

表述一：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化；

表述二：導體和磁體發(fā)生相對運動時，感應電流的磁場總是阻礙相對運動；

表述三：感應電流的方向，總是阻礙引起它的原電流的變化；

作業(yè) : 書后練習

（七）、板書設(shè)計 :

楞次定律及其應用

內(nèi)容：

感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律．

應用：

判斷感應電流方向的步驟：