高二物理選修3-2第四章第3節(jié) 楞次定律教案

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111 學校：臨清實驗高中 學科：物理 編寫人：侯智斌 審稿人：孔慶生 選修3-2第四章 電磁感應 第3節(jié)《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)，它對判斷感應電流的方向，以及理解電磁感應現(xiàn)象中能量轉化的規(guī)律有重要的意義，對右手定則的理解也有幫助。 二、教學目標 1、知識與技能： （1）、理解楞次定律的內容。 （2）、能初步應用楞次定律判定感應電流方向。 （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，探索和總結出感應電流方向的一般規(guī)律 （2）、通過實驗教學，感受楞次定律的實驗推導過程，培養(yǎng)學生觀察實驗，分析、歸納、總結物理規(guī)律的能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）、使學生學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方法。 （2）、培養(yǎng)學生的空間想象能力。 （3）、讓學生參與問題的解決，培養(yǎng)學生科學的探究能力和合作精神。 三、教學重點難點 重點：理解楞次定律并能利用其判斷感應電流的方向 難點：對楞次定律 “阻礙變化” 的理解 四、學情分析 我們的學生屬于平行分班，沒有實驗班，學生已有的知識和實驗水平有差距。學生對產(chǎn)生感應電流的條件有了清醒的認識，本節(jié)課針對感應電流的方向做一個探究。學生實驗能力、語言表達能力、團隊合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。 五、教學方法 1．類比法：將感應電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內容生動具體化，還調節(jié)了課堂氣氛。 2. 實驗法：教師演示實驗 學生實驗 3．學案導學：見后面的學案。 4．新授課教學基本環(huán)節(jié)：預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習 六、課前準備 1．學生的學習準備：導學案、學生實驗器材 2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。3．教學環(huán)境的設計和布置：分小組合作學習，分6個學習小組。 七、課時安排：1課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 （2） 情景導入、展示目標。 運用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個奇妙的物理現(xiàn)象來導入今天的楞次定律這堂課。感應電流是個壞“孩子”。感應電流的方向與磁通量間又有什么樣的關系？本節(jié)課我們就來一起探究感應電流與磁通量的關系。即楞次定律。 （三）合作探究、精講點撥。 探究一：研究感應電流的方向 （1）、探究目標：找這兩個磁場的方向關系的規(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，導線） （4）、探究過程 操 作 方 法 填 寫 內 容 N S 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 感應磁場的方向 向上 向下 向下 向上 無 無 無 無 原磁場與感應磁場方向的關系 相反 相同 相反 相同 —— —— —— —— 感應電流的方向（螺線管上） 向上 向下 向下 向上 無 無 無 無 （5）、學生帶著問題分組討論： 問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內容分析一下，感應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，究竟如何確定感應電流的方向？并說出你的概括中的關鍵詞語。 問題3、你能從導體和磁體相對運動的角度來確定感應電流的方向嗎？如果能，請用簡潔的語言進行概括，并試著從能量的轉化與守恒角度去解釋你的結論？ 學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，形成結論。 探究二、分析歸納論證、得出結論。 概括1：感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化 概括2：感應電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗（或阻礙）原磁通量的變化 概括3：感應電流的效果總是反抗（或阻礙）引起它的那個原因 教師應充分肯定他們的結論，并對出現(xiàn)的問題進行討論、糾正， 總結規(guī)律：原磁通變大，則感應電流磁場與原磁場相反，有阻礙變大作用 原磁通變小，則感應電流磁場與原磁場相同，有阻礙變小作用 結論：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中感應電流的產(chǎn)生過程。 投影展示楞次定律內容及其理解： 探究三、楞次定律——感應電流的方向 （1）內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 （師指出上述結論是物理學家楞次概括了各種實驗結果提出的，并對楞次的物理學貢獻簡單介紹） （2）理解： ①、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 ②、注意兩個磁場：原磁場和感應電流磁場 ③、學生在圖中標出每個螺線管的感應電流產(chǎn)生的等效N極和S極。 根據(jù)標出的磁極方向總結規(guī)律： 感應電流的磁場總是磁體阻礙相對運動?！澳銇砦也蛔屇銇恚阕呶也蛔屇阕摺? 強調：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：感應電流總要阻礙磁通量的變化。 b、從導體和磁體的相對運動的角度來看，感應電流總要阻礙相對運動。 ④、感應電流的方向即感應電動勢的方向 ⑤、阻礙的過程中，即一種能向另一種轉化的過程 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→內能 （3）應用楞次定律步驟： ①、明確原磁場的方向； ②、明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少； ③、根據(jù)楞次定律(增反減同)，判定感應電流的磁場方向； ④、利用安培定則判定感應電流的方向。 （4） 楞次定律的應用 例：兩同心金屬圓環(huán)，使內環(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 ⑶由楞次定律可知感應電流的磁場向外 ⑷由安培定則得外環(huán)感應電流為逆時針 同理當電流減小時，外環(huán)中感應電流方向為順時針 （5）楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線 問題1：當閉合回路的部分導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：當然可以用楞次定律來判斷感應電流的方向，如果導體棒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，則感應磁場就要與原磁場方向相反，即感應磁場方向向外，所以感應電流的方向adcba 問題2：用楞次定律判斷感應電流的過程很復雜，能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合回路中部分導體切割磁感線產(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，讓磁感線垂直從掌心進入，拇指指向導體運動方向，其余四指指向的就是導體中感應電流方向 （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，而楞次定律應用于所有情況 ③、當切割磁感線時電路不閉合，四指的指向即感應電動勢方向（畫出等效電源的正負極） （四）反思總結，當堂檢測。 （五）發(fā)導學案、布置預習。 在下一節(jié)課我們一起來學習楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分，著重分析科學家是如何設計實驗，如何得出恰當?shù)慕Y論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。 設計意圖：布置下節(jié)課的預習作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。 九、板書設計 一、楞次定律 1.內容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 2、理解： 二、楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線 （1）、右手定則的內容：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，讓磁感線垂直從掌心進入，拇指指向導體運動方向，其余四指指向的就是導體中感應電流方向 （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，而楞次定律應用于所有情況 ③、當切割磁感線時電路不閉合，四指的指向即感應電動勢方向（畫出等效電源的正負極） 十、教學反思 1、在課堂教學中注重多種能力的培養(yǎng)： 本節(jié)內容應以實驗為主，通過實驗總結楞次定律。通常情況，都是由教師演示，學生觀察，得出結論。但本節(jié)課以學生為主，讓學生實驗，得出結論，驗證結論等等，教師只起引導和組織的作用，這樣不僅能讓學生對楞次定律理解深刻，而且也培養(yǎng)了學生實驗操作技能以及分析、歸納、概括、總結等邏輯思維能力。 2、用現(xiàn)代化教學手段進行教學： 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)代化教學手段 引進課堂，應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，使學生對定律有一個深刻理解，生動的記憶，同時又激發(fā)了學生的學習興趣。 3、 采用類比教學變抽象為具體： 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，方便了學生理解和記憶，之后又做個擬人化的比喻，將感應電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內容生動具體化，還調節(jié)了課堂氣氛。 4、 注重德育滲透 這一節(jié)課講授的楞次定律是從實驗分析開始，歸納概括出初步結論后，再用實驗來驗證，不僅體現(xiàn)物理學科是實驗學科的特點，培養(yǎng)了學生實事求是，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，還符合辯證法中從實踐中來，再回到實驗中去的認識規(guī)律，達到對學生的辯證唯物主義教育。 十一、學案設計(見下頁) 111