楞次定律及其應(yīng)用

時(shí)間：2023-05-02 04:21:13 物理教案我要投稿

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楞次定律及其應(yīng)用

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

理解楞次定律的內(nèi)容,初步掌握利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的方法；

能力及情感目標(biāo)

1、通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、分析歸納能力；

2、通過對(duì)科學(xué)家的介紹，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，不怕艱苦的學(xué)習(xí)態(tài)度．

3、從楞次定律的因果關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力．

4、從楞次定律的不同的表述形式，培養(yǎng)學(xué)生多角度認(rèn)識(shí)問題的能力和高度概括的能力．

教學(xué)建議

教材分析

楞次定律是高中物理中的重點(diǎn)內(nèi)容，由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多，只有對(duì)原磁場(chǎng)方向、原磁通量變化情況、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向、以及安培定則和右手螺旋定則進(jìn)行正確的判定和使用，才能得到正確的感應(yīng)電流的方向．所以這部分內(nèi)容也是電學(xué)部分的一個(gè)難點(diǎn)．為了突破此難點(diǎn)，可以通過教學(xué)軟件，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行形象化演示，將變化過程逐步分解，通過設(shè)疑——突破疑點(diǎn)——理解深化，由淺入深的進(jìn)行教學(xué)．

教法建議

在復(fù)習(xí)部分，先讓學(xué)生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬導(dǎo)體切割情景，讓學(xué)生順利地用右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向，馬上在原題的基礎(chǔ)上變切割為磁場(chǎng)增強(qiáng)，在此設(shè)疑：用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，還能用右手定則判斷嗎？如果不能，我們應(yīng)該用什么方法判斷呢？使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入新課教學(xué)中去．

在新課教學(xué)部分，充分運(yùn)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)和媒體資源分析相結(jié)合的教學(xué)方法，幫助學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律，了解規(guī)律，所設(shè)計(jì)的軟件緊密聯(lián)系實(shí)驗(yàn)過程，將動(dòng)態(tài)演示和定格演示相結(jié)合，做到動(dòng)中有靜，靜中有動(dòng)，以達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方法所不能達(dá)到的效果．另外，在得到規(guī)律之后，為了突破難點(diǎn)，首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學(xué)生理解“阻礙”和“變化”的含義，然后重現(xiàn)剛才學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過程，讓學(xué)生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟，并提供典型例題，通過形成性練習(xí)，使學(xué)生會(huì)應(yīng)用新知識(shí)解決問題．

在對(duì)定律的深化部分，將演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生討論、軟件演示有機(jī)的結(jié)合起來，使學(xué)生從力學(xué)和能量守恒的角度加深對(duì)楞次定律的理解．

建議本節(jié)課的教學(xué)方法為現(xiàn)代化教學(xué)手段---計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)態(tài)演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)討論、教師講解的方式達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo) ．設(shè)計(jì)的軟件緊扣教學(xué)目標(biāo) ，為完成教學(xué)任務(wù)服務(wù)，充分突出現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)．

楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

一、教學(xué)目標(biāo)

1、理解楞次定律的內(nèi)容

2、理解楞次定律和能量守恒相符合

3、會(huì)用楞次定律解答有關(guān)問題

4、通過實(shí)驗(yàn)的探索，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、觀察能力和分析、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力．

二、教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)楞次定律的理解．

三、教學(xué)難點(diǎn) ：對(duì)楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解．

四、教學(xué)媒體：

1、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)（或大屏幕投影）；

2.、線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計(jì)、楞次定律演示器．

五、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)模式：探究式教學(xué)

六、教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)：

1、提問：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?

電腦演示例題：請(qǐng)同學(xué)回憶右手定則的內(nèi)容，并判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)所產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向．

引入：

電腦設(shè)置新情景并提出問題引起學(xué)生思考:如果用其它方式改變磁通量，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，如何判斷感應(yīng)電流的方向呢？

新課教學(xué)

（一）、通過舊知識(shí)給出新結(jié)論：

即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向給出結(jié)果：

當(dāng)原磁通量增加時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反；

當(dāng)原磁通量減少時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同．

（二）、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見附表一．

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系，搞清螺線管導(dǎo)線的繞向．

2、通過學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和電腦的演示,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)論相一致．

當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．現(xiàn)在，我們?cè)賮砀鶕?jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來得出判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律．由于電流方向和它所形成的磁場(chǎng)方向是有確定的規(guī)律的，因此，如果能夠確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向，便能夠確定感應(yīng)電流的方向．

附表：

動(dòng)作

原磁場(chǎng) 方向

(向上、向下)

原磁通量變化情況

(增大、減小)

感應(yīng)電流方向

（俯視：順、逆時(shí)針）

感應(yīng)電流磁場(chǎng) 方向

(向上、向下)

與方向的關(guān)系（相同、相反）

極向下插入

極不動(dòng)

極向上抽出

極向下插入

極不動(dòng)

極向上抽出

（三）、楞次定律內(nèi)容的教學(xué)部分：

1、通過前人所做實(shí)驗(yàn)的大量性來說明此結(jié)論的普遍性．

2、通過電腦軟件模擬實(shí)驗(yàn)過程, 進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論, 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律，請(qǐng)學(xué)生得出確定感應(yīng)電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述，教師予以評(píng)價(jià)、修正，在此基礎(chǔ)上得出楞次定理的完善表述．得到楞次定律的內(nèi)容：

電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化

3、通過電腦演示,使學(xué)生進(jìn)一步理解“阻礙”和“變化”的含義．

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)．因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反．

這里的“阻礙”體現(xiàn)為：當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反，感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的增加；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同，感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的減少；當(dāng)回路中的磁通量不變時(shí)，則沒有“變化”需要阻礙，故此時(shí)沒有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，也就沒有感應(yīng)電流．

（四）、楞次定律的應(yīng)用教學(xué)部分：

通過軟件教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)過程,并加以引導(dǎo),使學(xué)生獨(dú)立思考：

總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟．

練習(xí)部分：

⑴ 方形區(qū)域內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),在矩形線圈從左到右穿過的整個(gè)過程中，判斷感應(yīng)電流的方向

⑵ 無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線旁有一個(gè)矩形線圈，當(dāng)線圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí)，判斷感應(yīng)電流的方向

⑶ A、B兩個(gè)線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當(dāng)線圈A中的電流突然增強(qiáng)時(shí),B中的感應(yīng)電流方向如何?

（五）、定律的深化部分:

1、楞次定演示器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的思考．

2、通過學(xué)生的討論和電腦軟件的演示對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．

3、深化:

從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度上看:電磁感應(yīng)的效果是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng);

②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)．

從能量轉(zhuǎn)換的角度來分析：螺線管中用楞次定理得出的感應(yīng)電流所形成的磁場(chǎng)，在螺線管上端為極，這個(gè) 極將排斥外來的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)，條形磁鐵受此排斥力的作用而運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小，即動(dòng)能要減少；要維持其運(yùn)動(dòng)速度則需要有外力對(duì)磁鐵做功．可見，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中線圈的電能是外部的機(jī)械能通過做功轉(zhuǎn)化而來的．因此，楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的．

反之，我們可以設(shè)想一下，若感應(yīng)電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反，則螺線管的磁場(chǎng)將與條形磁鐵相互吸引，這樣條形磁鐵的速度會(huì)愈來愈大．也就是說在電路獲得電能的同時(shí)，磁鐵的動(dòng)能也增加了．這時(shí)，對(duì)于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來說，它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的，電能和動(dòng)能是憑空產(chǎn)生了，這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背．

（六）、小結(jié)：

總結(jié)楞次定律的三種表述方式：

表述一：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化；

表述二：導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

表述三：感應(yīng)電流的方向，總是阻礙引起它的原電流的變化；

作業(yè) : 書后練習(xí)

（七）、板書設(shè)計(jì) :

楞次定律及其應(yīng)用

內(nèi)容：

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,這就是楞次定律．

應(yīng)用：

判斷感應(yīng)電流方向的步驟：