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(shí)驗(yàn)，探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律
(2)、通過實(shí)驗(yàn)，感受楞次定律的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)、使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的認(rèn)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(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向
難點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)班，學(xué)生已有的知識和實(shí)驗(yàn)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(rèn)識，本節(jié)課針對感應(yīng)電流的方向做一個探究。學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒄Z言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)法：教師演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)
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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)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(yùn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)(器材：螺線管，靈敏電流計(jì)，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(xì)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(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的，并對楞次的物理學(xué)貢獻(xiàn)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
�、凇⒆⒁鈨蓚�磁場：原磁場和感應(yīng)電流磁場
�、邸W(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(yùn)動。“你來我不讓你來，你走我不讓你走”
強(qiáng)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(yùn)動的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙相對運(yùn)動。
④、感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動勢的方向
�、�、阻礙的過程中，即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過程
例：上述實(shí)驗(yàn)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(jī)械能→電能→內(nèi)能
(3)應(yīng)用楞次定律步驟：
①、明確原磁場的方向;
�、�、明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;
�、�、根據(jù)楞次定律(增反減同)，判定感應(yīng)電流的磁場方向;
�、�、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
�、拼┻^大環(huán)的磁通量增大
�、怯衫愦味煽芍袘�(yīng)電流的磁場向外
�、扔砂才喽▌t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?yàn)轫槙r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(yùn)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(xì)研究電流I的方向、原磁場B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)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(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)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：
①、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
②、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
�、邸�(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(fù)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(jì)實(shí)驗(yàn)，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(jì)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(jì)
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(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)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：
①、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
②、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(fù)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(shí)驗(yàn)為主，通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行教學(xué)：
雖說實(shí)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(jìn)課堂，應(yīng)用生活中的有趣物理實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)，還突破了難點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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?jǐn)?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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