高二物理教案：楞次定律
一、教材分析
楞次定律是二期課改教材的拓展課中重要的一節(jié)，它對判斷感應(yīng)電流的方向，以及理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義，對右手定則的理解也有幫助。
二、目標(biāo)
1、知識與技能：
(1)、理解楞次定律的內(nèi)容。
(2)、能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向。
(3)、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。
(4)、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。
2、過程與方法
(1)、通過觀察演示實驗，探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律
(2)、通過實驗，感受楞次定律的實驗推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗，分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)、使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學(xué)方法。
(2)、培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。
(3)、讓學(xué)生參與問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和合作精神。
三、教學(xué)重點難點
重點：理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向
難點：對楞次定律 “阻礙變化” 的理解
四、學(xué)情分析
我們的學(xué)生屬于平行分班，沒有實驗班，學(xué)生已有的知識和實驗水平有差距。學(xué)生對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有了清醒的認識，本節(jié)課針對感應(yīng)電流的方向做一個探究。學(xué)生實驗?zāi)芰�、語言表達能力、團隊合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。
五、教學(xué)方法
1.類比法：將感應(yīng)電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內(nèi)容生動具體化，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
2. 實驗法：教師演示實驗 學(xué)生實驗
3.學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。
4.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生實驗器材
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3.教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：分小組合作學(xué)習(xí)，分6個學(xué)習(xí)小組。
七、課時安排：1課時
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
運用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個奇妙的物理現(xiàn)象來導(dǎo)入今天的楞次定律這堂課。感應(yīng)電流是個壞“孩子”。感應(yīng)電流的方向與磁通量間又有什么樣的關(guān)系?本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電流與磁通量的關(guān)系。即楞次定律。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一：研究感應(yīng)電流的方向
(1)、探究目標(biāo)：找這兩個磁場的方向關(guān)系的規(guī)律。
(2)、探究方向：從磁鐵和線圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段：分組實驗(器材：螺線管，靈敏電流計，條形磁鐵，導(dǎo)線)
(4)、探究過程
NS磁鐵在管上靜止不動時磁鐵在管中靜止不動時
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原來磁場的方向向下向下向上向上向下向上向下向上
原來磁場的磁通量變化增大減小增大減小不變不變不變不變
感應(yīng)磁場的方向向上向下向下向上無無無無
原磁場與感應(yīng)磁場方向的關(guān)系相反相同相反相同????????
感應(yīng)電流的方向(螺線管上)向上向下向下向上無無無無
(5)、學(xué)生帶著問題分組討論：
問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內(nèi)容分析一下，感應(yīng)電流的磁場方向是否總是與原磁場的方向相反?
問題2、請你仔細分析上表，用盡可能簡潔的語言概括一下，究竟如何確定感應(yīng)電流的方向?并說出你的概括中的關(guān)鍵詞語。
問題3、你能從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度來確定感應(yīng)電流的方向嗎?如果能，請用簡潔的語言進行概括，并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度去解釋你的結(jié)論?
學(xué)生四人一組相互交流、分析、討論，用最簡潔的語言概括出本組的結(jié)論。師巡視各組的情況，然后指定某些組公布本組的成果在全班進行交流，師生共同討論，形成結(jié)論。
探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。
概括1：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
概括2：感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗(或阻礙)原磁通量的變化
概括3：感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)引起它的那個原因
教師應(yīng)充分肯定他們的結(jié)論，并對出現(xiàn)的問題進行討論、糾正，
總結(jié)規(guī)律：原磁通變大，則感應(yīng)電流磁場與原磁場相反，有阻礙變大作用
原磁通變小，則感應(yīng)電流磁場與原磁場相同，有阻礙變小作用
結(jié)論：增反減同
展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程。
投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解：
探究三、楞次定律??感應(yīng)電流的方向
(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
(師指出上述結(jié)論是物理學(xué)家楞次概括了各種實驗結(jié)果提出的，并對楞次的物理學(xué)貢獻簡單介紹)
(2)理解：
�、�、阻礙既不是阻止也不等于反向，增反減同“阻礙”又稱作“反抗”，注意不是阻礙原磁場而阻礙原磁場的變化
�、�、注意兩個磁場：原磁場和感應(yīng)電流磁場
③、學(xué)生在圖中標(biāo)出每個螺線管的感應(yīng)電流產(chǎn)生的等效N極和S極。
根據(jù)標(biāo)出的磁極方向總結(jié)規(guī)律：
感應(yīng)電流的磁場總是磁體阻礙相對運動。“你來我不讓你來，你走我不讓你走”
強調(diào)：楞次定律可以從兩種不同的角度來理解：
a、從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化。
b、從導(dǎo)體和磁體的相對運動的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙相對運動。
�、�、感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動勢的方向
�、荨⒆璧K的過程中，即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過程
例：上述實驗中，若條形磁鐵是自由落體，則磁鐵下落過程中受到向上的阻力，即機械能→電能→內(nèi)能
(3)應(yīng)用楞次定律步驟：
�、�、明確原磁場的方向;
�、凇⒚鞔_穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;
�、邸⒏鶕�(jù)楞次定律(增反減同)，判定感應(yīng)電流的磁場方向;
④、利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。
(4)楞次定律的應(yīng)用
例：兩同心金屬圓環(huán)，使內(nèi)環(huán)A通以順時針方向電流，現(xiàn)使其電流增大，則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何?若減小電流呢?
解：⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場方向向里
⑵穿過大環(huán)的磁通量增大
�、怯衫愦味煽芍袘�(yīng)電流的磁場向外
⑷由安培定則得外環(huán)感應(yīng)電流為逆時針
同理當(dāng)電流減小時，外環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針
(5)楞次定律的特例??閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
問題1：當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線也會引起磁通量的變化，從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢，可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
答：當(dāng)然可以用楞次定律來判斷感應(yīng)電流的方向，如果導(dǎo)體棒ab向右運動，則由楞次定律可知，穿過閉合回路的磁通量增加，則感應(yīng)磁場就要與原磁場方向相反，即感應(yīng)磁場方向向外，所以感應(yīng)電流的方向adcba
問題2：用楞次定律判斷感應(yīng)電流的過程很復(fù)雜，能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢?
答：有簡單的方法，如果我們仔細研究電流I的方向、原磁場B的方向、導(dǎo)體棒運動的速度v的方向，就能找出一種方法??右手定則：
(6)右手定則
(1)右手定則的內(nèi)容：伸開右手讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直從掌心進入，拇指指向?qū)w運動方向，其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)適用條件：切割磁感線的情況
(3)說明：
�、�、右手定則是楞次定律的特例，用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
�、�、右手定則較楞次定律方便，但適用范圍較窄，而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線時電路不閉合，四指的指向即感應(yīng)電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
(四)反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分，著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計實驗，如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計
一、楞次定律
1.內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、理解：
二、楞次定律的特例??閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
(1)、右手定則的內(nèi)容：伸開右手讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直從掌心進入，拇指指向?qū)w運動方向，其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)、適用條件：切割磁感線的情況
(3)、說明：
�、�、右手定則是楞次定律的特例，用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
�、凇⒂沂侄▌t較楞次定律方便，但適用范圍較窄，而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線時電路不閉合，四指的指向即感應(yīng)電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
十、教學(xué)反思
1、在課堂教學(xué)中注重多種能力的培養(yǎng)：
本節(jié)內(nèi)容應(yīng)以實驗為主，通過實驗總結(jié)楞次定律。通常情況，都是由教師演示，學(xué)生觀察，得出結(jié)論。但本節(jié)課以學(xué)生為主，讓學(xué)生實驗，得出結(jié)論，驗證結(jié)論等等，教師只起引導(dǎo)和組織的作用，這樣不僅能讓學(xué)生對楞次定律理解深刻，而且也培養(yǎng)了學(xué)生實驗操作技能以及分析、歸納、概括、總結(jié)等邏輯思維能力。
2、用現(xiàn)代化教學(xué)手段進行教學(xué)：
雖說實物演示最直觀明了地反映事物的某些現(xiàn)象，但通過它我們只能看到一些宏觀現(xiàn)象，對定律微觀本質(zhì)的分析(比如：磁極周圍的磁感線既看不見，又摸不著)就無能為力了，教師將現(xiàn)代化教學(xué)手段
引進課堂，應(yīng)用生活中的有趣物理實驗，生動形象地展示兩磁場間"阻礙"作用，不僅突出本節(jié)的重點，還突破了難點，使學(xué)生對定律有一個深刻理解，生動的記憶，同時又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3、 采用類比教學(xué)變抽象為具體：
本節(jié)課除了采用常規(guī)的啟發(fā)式、實驗等直觀教學(xué)法等，還特別注意利用比喻的方法，尤其對于楞次定律這一類字數(shù)少但難理解和記憶內(nèi)容，教師在師生得出定律之后，將定律概括成“增之減之，減之增之”八個字，方便了學(xué)生理解和記憶，之后又做個擬人化的比喻，將感應(yīng)電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內(nèi)容生動具體化，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
4、 注重德育滲透
(責(zé)任編輯：彭海芝)
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