2019-2020年高中物理 1.4 楞次定律教案 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 1.4 楞次定律教案 教科版選修3-2 一．教材分析 1、 法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是電磁學(xué)中的重要定律，一個(gè)判定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，一個(gè)判定感應(yīng)電流的方向，二者前后關(guān)聯(lián)，映襯了電磁感應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律的多樣性和復(fù)雜性。 2、 楞次定律是電磁感應(yīng)這一事物本身屬性的一個(gè)放映，客觀存在且發(fā)展變化。既然是放映事物本質(zhì)的規(guī)律，在物理學(xué)中稱為定律，從新課程標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，是體現(xiàn)“過(guò)程與方法”這一具體課程目標(biāo)的最佳切入點(diǎn)。 3、 教材指明了教學(xué)的方向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律。但在探究的細(xì)節(jié)和過(guò)程上，留給了教師和學(xué)生廣闊的思考設(shè)計(jì)空間，有助與激發(fā)新思維，發(fā)現(xiàn)新方法，提出新問(wèn)題，得出新結(jié)論，體現(xiàn)新課程。 4、 從教材內(nèi)容來(lái)看，楞次定律將學(xué)生知識(shí)范圍內(nèi)有關(guān)“場(chǎng)”的概念從“靜態(tài)場(chǎng)”過(guò)渡到“動(dòng)態(tài)場(chǎng)”，而且它涉及的物理量多，關(guān)系復(fù)雜，為教學(xué)帶來(lái)了很大的難度。 5、 楞次定律是電磁學(xué)的一個(gè)重要規(guī)律，對(duì)學(xué)生而言是以后分析和解決電磁學(xué)問(wèn)題的理論基礎(chǔ)，在高考試題中常以綜合題的形式表現(xiàn)出來(lái)，要求學(xué)生能夠靈活的運(yùn)用。 二．學(xué)情分析 1、 學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過(guò)有關(guān)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)，但還比較粗淺，尤其對(duì)感應(yīng)電流的方向的判斷沒(méi)有進(jìn)行研究。本節(jié)教材力圖通過(guò)學(xué)生自己的探究，總結(jié)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判斷所遵守的一般規(guī)則 2、 長(zhǎng)期以來(lái)，教育教學(xué)過(guò)程中師生地位平等，以人為本，堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位。 3、 本節(jié)課是規(guī)律的探究課，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是現(xiàn)象，是問(wèn)題，而不是結(jié)論。受應(yīng)試教育的影響，在上課前告訴學(xué)生上課的內(nèi)容，學(xué)生會(huì)將結(jié)論記住，在課堂上機(jī)械的，劇本式的配合老師，沒(méi)有深入的思考，達(dá)不到教學(xué)的目的，因此本節(jié)課的教學(xué)沒(méi)有要求學(xué)生預(yù)習(xí)。 4、 面對(duì)新現(xiàn)象，新問(wèn)題，且沒(méi)有唯一固定的答案，學(xué)生有濃厚的探究欲望，為其思維的發(fā)散提供了較大的空間。從另外一個(gè)角度講，本節(jié)內(nèi)容，數(shù)學(xué)運(yùn)算，物理理論要求不高，適當(dāng)?shù)赜纸档土藢W(xué)習(xí)難度，選擇探究式教學(xué)是最佳的途徑。 5、 探究式教學(xué)重視的是探究的過(guò)程和方法而不是結(jié)論，探究過(guò)程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床，過(guò)于重視結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致喪失探究熱情，扼殺學(xué)生探究的欲望。 三．教學(xué)目標(biāo) 1、 知識(shí)與技能 a）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系，并會(huì)敘述楞次定律的內(nèi)容。 b）通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的回放分析，體會(huì)楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義，感受“磁通量變化”的方式和途徑。 c）通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀比較，進(jìn)一步明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的過(guò)程仍能遵循能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 2、 過(guò)程與方法 a）觀察實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流存在方向問(wèn)題。 b）嘗試用所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)感應(yīng)電流方向的指示方案，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作。 c）關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的個(gè)性，找出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的共性，并總結(jié)出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和創(chuàng)新思維能力。 3、 情感態(tài)度價(jià)值觀 熱情：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，操作過(guò)程中逐步積蓄探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生勇于探究的精神； 參與：養(yǎng)成主動(dòng)參與科學(xué)研究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣； 交流：在自由開(kāi)放平等的探究交流空間，能互相配合，互相鼓勵(lì)，友好評(píng)價(jià)，和諧相處。 哲學(xué)思考：能夠用因果關(guān)系和矛盾論的辨正觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)楞次定律； 四．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：楞次定律探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)。 難點(diǎn)：感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)與原來(lái)磁場(chǎng)之間的關(guān)系。 定律內(nèi)容表述中“阻礙”二字的理解。 五．設(shè)計(jì)思想 本節(jié)課結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行了深入的挖掘和思考，備教材，備學(xué)生，備教法，始終把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，讓學(xué)生參與，讓學(xué)生設(shè)計(jì)，營(yíng)造一個(gè)“安全”的教學(xué)環(huán)境，廣開(kāi)言路，讓學(xué)生的思維與教師的引導(dǎo)共振。 整節(jié)課主要采用“發(fā)現(xiàn)法”，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)楞次定律的內(nèi)容，把規(guī)律的得出過(guò)程和方法放在感應(yīng)電流方向 指示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn) 感應(yīng)電流的方向如何確定 電流計(jì)偏轉(zhuǎn)指示 發(fā)光二極管指示 方案設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集 條形磁體插入 拔出閉合線圈 方形線圈單邊切割磁感線 個(gè)性分析，共性歸納 楞次定律的哲學(xué)思考 局部并行處理 局部并行處理 首位，把學(xué)生的情感價(jià)值體驗(yàn)放在重要位置?？傮w教學(xué)布局如下表： 整體串行處理 六．教學(xué)過(guò)程 （一）實(shí)驗(yàn)引入，激發(fā)探究的欲望 師：在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，也許你已經(jīng)注意到，在不同的情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是不同的。我們?cè)賮?lái)重復(fù)一下上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)。 師（演示）：用方形線圈在磁場(chǎng)中來(lái)回切割，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)的指針左右來(lái)回?cái)[動(dòng)。 師：大家是否注意到，當(dāng)我把磁鐵插進(jìn)螺線管和從螺線管拔出時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是不同的。那么，感應(yīng)電流的方向由哪些因素決定？遵循什么規(guī)律？我們需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。 （二）學(xué)習(xí)新知，開(kāi)始探究過(guò)程。 1．學(xué)生實(shí)驗(yàn)，自制線圈，弄清線圈導(dǎo)線的繞向 使用現(xiàn)成的線圈，由于導(dǎo)線的松動(dòng)等其它原因，有時(shí)導(dǎo)線的繞向不容易弄清。 學(xué)生自己動(dòng)手繞線圈，利于學(xué)生弄清線圈導(dǎo)線的繞向。 師：我們要解決的問(wèn)題是感應(yīng)電流的方向問(wèn)題，我們首先要做的什么呢？ 生：線圈的繞向和感應(yīng)電流方向的指示。 師：使用現(xiàn)成的線圈，由于導(dǎo)線的松動(dòng)等其它原因，有時(shí)導(dǎo)線的繞向不容易弄清。 下面我們同學(xué)自己動(dòng)手繞線圈，這樣有利于我們弄清線圈導(dǎo)線的繞向，“紙上談來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”嘛！ 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：一根長(zhǎng)約20厘米的塑料管（兩端鋸出卡線槽）；一根長(zhǎng)約2米的導(dǎo)線 學(xué)生活動(dòng)：教師指導(dǎo)下學(xué)生自行繞制線圈 2．教師啟發(fā)，完成電流方向的指示設(shè)計(jì) 師：線圈繞制完成了，我們還要弄清什么問(wèn)題？ 生：感應(yīng)電流方向的指示。 師：如何指示呢？有哪那些實(shí)驗(yàn)器材可以被我們所利用？ 生：學(xué)生的回答可能有以下兩種情況： A：利用電路改裝實(shí)驗(yàn)中的表頭，沒(méi)有電流時(shí)，指針在表盤(pán)的中央，當(dāng)電流從不同的接線柱流入時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)方向不一樣，我們可以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向判定電流的輸入方向。 B：利用發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒍O管串連接入閉合回路，當(dāng)二極管發(fā)光，表明感應(yīng)電流的方向與二極管的導(dǎo)流方向一致。 （學(xué)生的知識(shí)得到了應(yīng)用，能力得到了體現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)熱情高漲） 師：該設(shè)計(jì)怎樣的電路來(lái)查明電流方向與電表接線柱，或者是電流方向與二極管發(fā)光的關(guān)系？ 學(xué)生活動(dòng)：（同學(xué)之間交流，共同完成設(shè)計(jì)，對(duì)不同的結(jié)果給予適當(dāng)?shù)目尚行栽u(píng)價(jià)） 師：（從同學(xué)的設(shè)計(jì)中，找到最佳合理設(shè)計(jì)）如圖所示： 師：按照設(shè)計(jì)的方案，連接電路，辯明指示的方向并做簡(jiǎn)要的交代。 師：通過(guò)發(fā)光二極管也可以判斷電流的方向，正向?qū)щ姲l(fā)光，反向不通電，不發(fā)光。 3、教師主導(dǎo)，完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)收集 師：假如讓你來(lái)研究被污染河水的治理方案，那你第一步要做什么？ 生：取來(lái)樣品分析 師：我們要研究感應(yīng)電流的方向，接下來(lái)該干什么呢？ 生：連接閉合回路，讓磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，并用相應(yīng)的儀器來(lái)指示 師：可以設(shè)計(jì)那些方案來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？ 生：（交流互動(dòng)，依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可能性最大的兩種設(shè)計(jì)如下圖所示） 師：請(qǐng)大家利用小組內(nèi)的器材，選擇一種電路，連接器材并完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄 （兩種方案，設(shè)計(jì)兩種學(xué)案） （在這一環(huán)節(jié)，需要學(xué)生注意磁極的方向和自制線圈的環(huán)繞方向） 方案 甲 乙 相對(duì) 運(yùn)動(dòng) Φ的變化 情況 感應(yīng)電流方向 感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的作用 結(jié)論 師：（多媒體結(jié)果顯示） 教師啟發(fā)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能直接說(shuō)出感應(yīng)電流的方向由那些因素決定嗎？我們知道，穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路種形成感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流本身也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，我們能否通過(guò)一個(gè)“中介”——感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，把引起磁通量變化的磁場(chǎng)和感應(yīng)電流的方向聯(lián)系起來(lái)？ 生：（對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，續(xù)填實(shí)驗(yàn)記錄） 4、師生共同分析，從個(gè)性中找出共性，總結(jié)規(guī)律 （先由小組匯報(bào)的結(jié)果，并給予積極的評(píng)價(jià)） 教師引導(dǎo)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么： 生：只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。 師：請(qǐng)大家總結(jié)一下，磁通量的變化存在幾種情況？ 生：兩種，增加和減少 師：我們來(lái)看，當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，“削弱”磁通量的增加； 當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，“彌補(bǔ)”磁通量的減少；通俗的講，磁通量增加不行，磁通量減少也不行，用一句話可以怎樣來(lái)描述呢？ 生：“感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”。 多媒體顯示： “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” 思考： 1、誰(shuí)起阻礙作用 ？阻礙什么 ？怎么阻礙？ 2、“阻礙”的含義? 1 磁通量變化的角度看，感應(yīng)電流總要阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化 （增反減同） （1）“阻礙”表述了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，正因?yàn)榇嬖谧璧K作用，才能將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能. （2）“阻礙”不僅可以描述施感磁場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng)的方向關(guān)系，還可以描述產(chǎn)生施感磁場(chǎng)的磁體和產(chǎn)生感應(yīng)現(xiàn)象的閉合導(dǎo)體內(nèi)的物理量的變化關(guān)系. 當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，阻礙原磁通的增加． ① 當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，阻礙原磁通的減少． 產(chǎn)生 回路磁通量的變化 感應(yīng)電流（磁場(chǎng)） 阻礙 N S S N S N N S （2）觀察感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)的方向關(guān)系如下圖： 從相對(duì)運(yùn)動(dòng)看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （來(lái)拒去留） （1）“阻礙”表述了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，正因?yàn)榇嬖谧璧K作用，才能將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能. （2）“阻礙”不僅可以描述施感磁場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng)的方向關(guān)系，還可以描述產(chǎn)生施感磁場(chǎng)的磁體和產(chǎn)生感應(yīng)現(xiàn)象的閉合導(dǎo)體內(nèi)的物理量的變化關(guān)系. 楞次定律可以看成是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。 師：在方案甲中，我們是否可以用另外更簡(jiǎn)潔的方法來(lái)判斷由于部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向？ 學(xué)生活動(dòng)匯報(bào)：可以直接用右手判斷： 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定則來(lái)判斷。 右手定則的內(nèi)容： 伸開(kāi)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。 5、楞次定律標(biāo)準(zhǔn)表述應(yīng)用步驟 （一原二感三螺旋） （1）確定所研究的閉合電路中施感磁場(chǎng)方向. 并確定閉合電路中的磁場(chǎng)是如何變化的. （2）根據(jù)阻礙關(guān)系，確定閉合電路中的感應(yīng)磁場(chǎng)方向 （3）根據(jù)右手螺旋定則，確定閉合電路中的電流方向 6、擴(kuò)展了的楞次定律表述應(yīng)用要點(diǎn)： 另一種表述：感應(yīng)電流的效果，總要阻礙引起感應(yīng)電流的原因. （1）正確地選擇能表述題意問(wèn)題的物理量. （2）確定的物理量在題意中如何變化. （3）利用施感與感應(yīng)間的阻礙關(guān)系，確定感應(yīng)導(dǎo)體如何作才能實(shí)現(xiàn)這種阻礙，從而得出結(jié)論. （三）課堂小結(jié)，楞次定律的思考 師：在人為外界的影響下，導(dǎo)致了穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生了變化，而感應(yīng)電流的效果是阻止這種變化的產(chǎn)生，一個(gè)求變，一個(gè)追求不變，所以他們之見(jiàn)是有矛盾的，也從一個(gè)角度驗(yàn)證了“矛盾是普遍存在的”這一唯物主義的觀點(diǎn)。 師：這對(duì)矛盾具體體現(xiàn)在哪里呢？ 生：當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反；當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向。即“增反減同”。 師：請(qǐng)學(xué)生讀楞次定律的內(nèi)容。 激發(fā) 產(chǎn)生 然后完成因果鏈，強(qiáng)調(diào)“阻礙”二字的含義。 I感 阻礙 ΔΦ B感