4.3 愣次定律教案

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1、馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-2 高中物理課堂教學(xué)教案 年 月 日 課 題 § 4.3 愣次定律 新授課 課時(shí) 教 學(xué) 目 標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．掌握楞次定律的內(nèi)容，能運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。 2．培養(yǎng)觀察實(shí)驗(yàn)的能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、歸納、總結(jié)的能力。 3．能夠熟練應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 4．掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。 （二）過程與方法 1．通過實(shí)踐活動(dòng)，觀察得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再通過分析論證，歸納總結(jié)得出結(jié)論。 2．通過應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向

2、，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，體驗(yàn)了一次自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中的樂趣和美的享受，并在頭腦中進(jìn)一步強(qiáng)化“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一辯證唯物主義觀點(diǎn)。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1．楞次定律的獲得及理解。 2．應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。 3．利用右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流的方向。 教學(xué)難點(diǎn) 楞次定律的理解及實(shí)際應(yīng)用。 教 學(xué) 方 法 發(fā)現(xiàn)法，講練結(jié)合法 教 學(xué) 手 段 干電池、靈敏電流表、外標(biāo)有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線。

3、 教學(xué)活動(dòng) （一）引入新課 ［演示］按下圖將磁鐵從線圈中插入和拔出，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，提出： ①為什么在線圈內(nèi)有電流？ ②插入和拔出磁鐵時(shí)，電流方向一樣嗎？為什么？ ③怎樣才能判斷感應(yīng)電流的方向呢？ 本節(jié)我們就來學(xué)習(xí)感應(yīng)電流方向的判斷方法。 （二）進(jìn)行新課 1、楞次定律 演示實(shí)驗(yàn) ［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菅芯扛袘?yīng)電流方向的判定規(guī)律。 ［實(shí)驗(yàn)步驟］ （1）按右圖連接電路，閉合開關(guān)，記錄下G中流入電流方向與電流表G中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。（如電流從左接線柱流入，指針向右偏還是向左偏?） （2）記下線圈繞向，將線圈和靈敏電流計(jì)構(gòu)成通路。 （3）把條形磁鐵N極（或S極

4、）向下插入線圈中，并從線圈中拔出，每次記下電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向，然后根據(jù)步驟（1）結(jié)論，判定出感應(yīng)電流方向，從而可確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填表： 磁鐵運(yùn)動(dòng)情況 N極下插 N極上拔 S極下插 S極上拔 磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)方向 線圈磁通量變化 感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向 通過上面的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了什么? 當(dāng)磁鐵移近或插入線圈時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)磁鐵離開線圈或從線圈中拔出時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。 當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少

5、時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同。 當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量增加；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量減少。 物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在1834年提出了感應(yīng)電流方向的判定方法，這就是楞次定律。投影打出楞次定律的內(nèi)容。 感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。 （1）“阻礙”并不是“阻止”，一字之差，相去甚遠(yuǎn)。要知道原磁場(chǎng)是主動(dòng)的，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)是被動(dòng)的，原磁通仍要發(fā)生變化，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只是起阻礙變化而已。 （2）楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向具有普遍意義。 楞次定律符合能量守恒。從上

6、面的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電流在閉合電路中要消耗能量，在磁體靠近（或遠(yuǎn)離）線圈過程中，都要克服電磁力做功，克服電磁力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。 楞次定律也符合唯物辯證法。唯物辯證法認(rèn)為：“矛盾是事物發(fā)展的動(dòng)力”。電磁感應(yīng)中，矛盾雙方即條形磁鐵的磁場(chǎng)（B原）和感應(yīng)電流的磁場(chǎng)（B感），兩者都處于同一線圈中，且感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁場(chǎng)的變化，形成既相互排斥又相互依賴的矛盾，在回路中對(duì)立統(tǒng)一，正是“阻礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2、楞次定律的應(yīng)用 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟： （1）明確原磁場(chǎng)的方向。 （2）明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。 （3

7、）根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。 （4）利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。 開關(guān)斷開前，線圈M中的電流在線圈N中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向哪？ 向下。 開關(guān)斷開瞬間，線圈N中磁通量如何變化? 減少。 線圈N中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向如何？ 向下（阻礙磁通量減少）。 線圈N中感應(yīng)電流的方向如何？ 由下向上，整個(gè)回路是順時(shí)針電流。 利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路可以概括為以下框圖。 ［投影］ 3．右手定則 當(dāng)閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的 如果磁通量的變化是由導(dǎo)體切割磁感線引起的，感應(yīng)電流的方向可以由右手

8、定則來判斷。 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(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。 （四）實(shí)例探究 楞次定律的應(yīng)用 【例1】 如圖所示，試判定當(dāng)開關(guān)S閉合和斷開瞬間，線圈ABCD的電流方向。（忽略導(dǎo)線GH的磁場(chǎng)作用） 解析：當(dāng)S閉合時(shí) （1）研究回路是ABCD，穿過回路的磁場(chǎng)是電流I所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向由安培定則判定是指向讀者； （2）回路ABCD的磁通量由無到有，是增大的； （3）由楞次定律可知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)和B原相反，即背離讀者向內(nèi)（“增反減同”）。 由安培定則判定感應(yīng)電流方向是B

9、→A→D→C→B。 當(dāng)S斷開時(shí) （1）研究回路仍是ABCD，穿過回路的原磁場(chǎng)仍是I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向由安培定則判定是指向讀者； （2）斷開瞬間，回路ABCD磁通量由有到無，是減小的； （3）由楞次定律知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)是和B原相同即指向讀者； （4）由安培定則判定感應(yīng)電流方向是A→B→C→D→A。 點(diǎn)評(píng)：用楞次定律解題時(shí)，沿一定的程序進(jìn)行推理判斷比較規(guī)范，尤其是初學(xué)者一定要熟練掌握 【例2】 如圖所示，當(dāng)條形磁鐵突然向閉合銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向怎樣？銅環(huán)運(yùn)動(dòng)情況怎樣？ 解析：磁鐵右端的磁感線分布如圖所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中磁通量變大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電

10、流磁場(chǎng)方向，再由安培定則判斷出感應(yīng)電流方向如圖16-3-5所示.把銅環(huán)等效為多段直線電流元，取上、下兩對(duì)稱的小段研究，由左手定則可知其受安培力如圖，由此推想整個(gè)銅環(huán)受合力向右,故銅環(huán)將向右擺動(dòng). 【例3】 如圖所示，固定于水平面上的光滑平行導(dǎo)電軌道AB、CD上放著兩根細(xì)金屬棒ab、cd.當(dāng)一條形磁鐵自上而下豎直穿過閉合電路時(shí)，兩金屬棒ab、cd將如何運(yùn)動(dòng)？磁鐵的加速度仍為g嗎？ 解析：當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路abcd時(shí)，穿過回路的磁通量方向向下且在不斷增加.根據(jù)楞次定律的第二種表述：感應(yīng)電流所產(chǎn)生的效果，總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.在這里，產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是：條形磁鐵的下落使回路中

11、的磁通量增加，為反抗條形磁鐵的下落，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)給條形磁鐵一個(gè)向上的阻礙其下落的阻力，使磁鐵下落的加速度小于g.為了反抗回路中的磁通量增加，ab、cd兩導(dǎo)體棒將互相靠攏，使回路的面積減小，以阻礙磁通量的增加.同理，當(dāng)穿過平面后，磁鐵的加速度仍小于g，ab、cd將相互遠(yuǎn)離. 鞏固練習(xí) 1．根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是 （ ） A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向 C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同 答案：C 2．如圖所示，通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈abcd.則 （ ） A.若線圈

12、向右平動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d B.若線圈豎直向下平動(dòng)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生 C.當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d D.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d 答案：ABC 3．如圖所示，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，如圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流 （ ） A.沿abcd流動(dòng) B.沿dcba流動(dòng) C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動(dòng) D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿abc

13、d流動(dòng) 答案：A 點(diǎn)評(píng)：明確N極附近磁感線的分布情況由穿過磁感線的條數(shù)判定磁通量變化,再用楞次定律分段研究 4．如圖所示，兩個(gè)相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 （ ） A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距增大 B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距不變 C.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小 D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距增大 答案：C 點(diǎn)評(píng)：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥 5．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里, a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形.設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長(zhǎng)，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)

14、生形變的過程中 （ ） A.線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流 B.線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流 C.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcb D.線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 答案：A 6.如圖所示，有一固定的超導(dǎo)圓環(huán)，在其右端放一條形磁鐵，此時(shí)圓環(huán)中無電流，當(dāng)把磁鐵向右方移走時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在超導(dǎo)圓環(huán)中產(chǎn)生了一定的電流.則以下判斷中正確的是 （ ） A.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持 B.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流很快消失 C.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流很快消失 D.此電流方向與箭

15、頭方向相反，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持 解析：在超導(dǎo)圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流后，電能基本不損失，電流繼續(xù)存在. 答案：D 7．1931年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言了存在著只有一個(gè)磁極的粒子——磁單極子.如圖所示，如果有一個(gè)磁單極子（單N極）從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)穿過線圈后從b點(diǎn)飛過.那么 （ ） A.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿PMQ方向 B.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿QMP方向 C.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向 D.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向 解析：將磁單極子（單N極），理解為其磁感線都是向外的 答案：B 8．如圖所示

16、，一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時(shí)，順著磁場(chǎng)方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為 （ ） A.逆時(shí)針方向,逆時(shí)針方向 B.逆時(shí)針方向,順時(shí)針方向 C.順時(shí)針方向,順時(shí)針方向 D.順時(shí)針方向,逆時(shí)針方向 答案：B 9．如圖所示，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形線框，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，從紙外向紙內(nèi)看，線框ab將 （ ） A.保持靜止不動(dòng) B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向 答案：C 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) 1、認(rèn)真閱讀教材。 2、思考并完成 “問題與練習(xí)”中的題題目。 板 書 設(shè) 計(jì) 教 學(xué) 后 記 第 8 頁(yè) 共 8 頁(yè)