探究感应电流的方向

探究感应电流的方向

(司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节的第一小节)

一、教材分析：

司南版高中《物理》选修3—2第二章第一节分三小节：1、探究感应电流方向；2、楞次定律；3、右手定则。楞次定律是确定感应电流方向的规律，是“法拉第电磁感应定律”内容的一个方面。楞次定律所牵涉的物理概念和物理规律较多，它本身也非常抽象和高度概括，是电磁学部分的一个难点。本节内容的处理是建立在第一章的“科学探究—感应电流产生的条件”的基础上的；教材中的实验，前面已做过。本节教材要求学生通过探究活动得出感应电流方向遵循的规律，即主要是从“磁通量变化”和“感应电流的磁场”之间的关系来描述感应电流的方向，为提出和掌握楞次定律打下坚实基础。

二、学情分析

1、本届学生高中新课改已一年多，自学习惯和合作学习的习惯已逐渐养成。

2、高二学生已有较强的抽象思维能力、逻辑思维能力。

3、在本节课前多次做过探究性实验，学生已知道探究性实验基本过程，有较强的动手能力。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、通过实验，探究感应电流的方向，得出楞次定律。

2、能从能量守恒的角度理解楞次定律。

（二）过程与方法

1、通过实验探究感应电流的方向，经历发现楞次定律的实验过程。

2、能进行猜想和制订实验方案;尝试选择实验方法、实验装置及器材;学会

在相互交流中完善探究计划。

3、知道如实记录和分析实验现象，尝试根据实验现象和数据得出结论;尝试应用科学探究的方法研究物理问题。

4、知道在实验中进行分析论证的重要性; 知道写实验报告。

（三）情感态度与价值观

1、发展对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

2、培养良好的思维习惯和实验习惯，严肃认真、实事求是的科学态度和科学精神，初步的科学实践能力。

3、认识到科学方法在研究物理问题中的作用。

4、有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望。

四、教学的重点、难点

重点：引导学生通过实验探究,得到感应电流方向和磁通量变化的关系，为提出和掌握楞次定律打下良好的实验基础。

难点：提出猜想和制定实验方案。

五、教法、学法

巧妙创设物理情景，精心设计富于引导性的练习，启发学生从能量守恒的角度出发提出猜想，制定实验方案；再让学生通过交流合作、同伴互助的方式，顺利克服难点，完成学习任务。

六、教学过程

（一）、印发预习作业题，引导学生进行猜想，初步写出实验方案（在上本节课前一天布置,当天晚修交）（指导学生预习是“导、学、议、练、查”教学法中非常重要的一环：巧妙创设情境，精心设计练习，引导学生阅读、思考、讨论，使每个学生得到最佳发展）：

如果能花点时间认真完成以下练习，你的猜想能力会得到提高，下节探究

实验课你就轻松多了。你能试试吗？别忘了找同伴讨论！ 1、在电磁感应实验中我们看到，电流表的指针时而左偏，时而右偏，这说

明在不同条件下感应电流的方向可以不同。对此，喜欢思考的你，心中会冒出

怎样的问题呢？先想想，再往下看，好吗？（引导学生学会发现问题，提出问题）显

然，我们不禁要问，感应电流的方向由哪些因素决定，遵循什么规律呢？（提

出问题）我们知道，只要 发生变化，闭合回路中就会产生感应电流；

感应电动势的大小和 的变化率成正比。因此，感应电流的大小和 的变化率也成正比（和回路的电阻成反比）。你不难猜想：感应电流方向或感应

电流磁场的方向也应该和 的变化有关。(引导学生联系已有知识经验进行猜

想)

在思考下面问题后，

你的猜想会有怎样的

改变呢？

2、如图所示，矩

形铝框abcd 水平放置

在磁场中;磁场方向竖

直向下，导体ab 可在

da 、cb 上无摩擦滑动。

ab 静止时所受合外力为 。 （1）、当ab 以初速v 0向右自由滑动时，穿过闭合回路的磁通量变 ，回

路内产生感应电流，电磁能增加。这时ab 所受合外力还等于零吗？根据能量

定律，我们猜想：导体ab 的 能转化为回路的 能，速度变 ， 即ab G a b

c d

做速运动，ab所受的安培力向，（选填“阻碍”或“帮助”）ab 的运动；根据左手定则，回路内感应电流方向为。由此，根据安培定则，感应电流在回路内的磁场方向为；即穿过回路的磁通量变时，感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相。你能看着图（不看文字），复述这个分析过程吗？（复述是一种很好的思维训练和方法训练，通过复述学会分析和猜想，为下面模仿猜想做好准备）如果不能，要重做本题。（设计练习，要考虑差生困难，给他们方法上的指导，使他们顺利完成练习）

（2）、请你看着图，模仿上面的分析过程猜想（如果不能，再复述上面的分析过程）：

当ab以初速v0向左自由滑动时，ab所受的安培力向，（选填“阻碍”或“帮助”）ab的运动，感应电流在回路内的磁场方向为；即穿过回路的磁通量变时，感应电流在回路内的磁场方向和原磁场方向相。

（由复述分析过程到模仿猜想，学生的猜想能力和分析能力得到训练和提高）

（3）、在（1）（2）题中，我们是怎样猜想的呢？先想想再填空(引导学生反思，训练学生归纳能力、猜想能力和分析解决问题能力；经常反思、小结，有利于理清思路，做到举一反三)：

创设一个由运动引起变化和产生的物理情景→由猜想能来源推出运动物体所受力方向→根据有关定则推出方向和方向→推出变化和感应电流方向或感应电流的磁场方向的关系。

3、如下图所示，条形磁铁放在光滑水平桌面上，静止时所受合外力为。

（1）、你能进一步创设情景，使螺线管中产生感应电流，并继续进行猜想

吗？试试看，再看看（2）(3)题创设的情景和猜想过程与你有何不同。

你也可以不做本小题，直接做（2）(3)题就行了。

（面向全体，充分考虑个体差异，使人人得到最佳发展）

（2）、闭合螺线管固定正对着磁铁。当磁铁以初速v 0向左自由滑动时，穿

过线圈的磁通量变 ，线圈内产生感应电流，电磁能增加。这时磁铁所受合外

力还等于零吗？根据能量 定律，我们猜想：磁铁的 能转化为线圈的 能，速度变 ；即磁铁做 速运动，磁铁受到螺线管的作用力向 ， （选填“阻碍”或“帮助”）磁铁的运动。根据同名磁极互相 ，异名磁极

互相 ，螺线管左端是 极。即穿过线圈的磁通量变 时，感应电

流在线圈内的磁场方向和原磁场方向相 。由此，根据安培定则，线圈内感

应电流的方向为 。你能看着图（不看文字），复述这个分析过程吗？如

果不能，要重做本题。

(3)、请你看着图，模仿题（2）的分析过程猜想（如果不能，再复述上

面的分析过程）：

当磁铁以初速v 0向右自由滑动时，磁铁受到螺线管的作用力向

， （选填“阻碍”或“帮助”）磁铁的运动，线圈内感应电流的磁场方N S G