高中物理电学精讲：楞次定律

磁感线而产生的感应电流的方向给出结果：
当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场方向相反；
当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同．
（二）、学生实验：实验内容见附表一．
实验准备1、查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，搞清螺线管导线的绕向．2、通过学生分析实验结果和电脑的演示,使学生发现自己的实验结果与上述结论相一致．
(1)导体ab向右运动，闭合回路磁通量增加．“感应电流的磁通量阻碍原磁通量的增加”，因此，回路中感应电流为逆时针方向．在这一过程中完成了机械能→电能→内能的转化．
(2)条形磁铁自上向下运动时，通过闭合回路的磁通量增加，感应电流“阻碍原磁通增加”，尽管不知条形磁铁下端是什么极，但可以肯定，导体ab、cd互相靠拢以阻碍内部磁通量增加．在这一过程中，完成了机械能→电能→机械能+内能的转化．
科目：物理年级课时数：3
课题
第四章电磁感应（教案）
第3节楞次定律
教学目的
1、理解楞次定律的内容
2、理解楞次定律和能量守恒相符合
3、会用楞次定律解答有关问题
4、通过实验的探索，培养学生的实验操作、观察能力和分析、归纳、总结的逻辑思维能力．
教学重难点
重点：对楞次定律的理解．
难点：对楞次定律中的“阻碍”和“变化”的理解．
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；
(3)根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；
(4)利用安培定则判定感应电流的方向．
3．练习：
(1)如图所示，导体杆ab向右运动对，电路中产生的感应电流方向．
用两种方法判断．
用楞次定律判定感应电流的方向跟用右手定则判断的结果是一致的．右手定则可看作是楞次定律的特殊情况．对于闭合电路的一部分导体切割磁感线而产生感应电流的情况，用右手定则来判断感应电流的方向往往比用楞次定律简便．
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就有感应电流产生．现在，我们再来根据实验的结果来得出判断感应电流方向的规律．由于电流方向和它所形成的磁场方向是有确定的规律的，因此，如果能够确定感应电流的磁场的方向，便能够确定感应电流的方向．附表：
动作
原磁场 方向(向上、向下)
原磁通量 变化情况(增大、减小)
（六）、小结：
总结楞次定律的三种表述方式：
表述一：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化；
表述二：导体和磁体发生相对运动时，感应电流的磁场总是阻碍相对运动；
表述三：感应电流的方向，总是阻碍引起它的原电流的变化；
楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
感应电流方向（俯视：顺、逆时针）
感应电流磁场 方向(向上、向下)
与 方向的关系（相同、相反）
极向下插入
极不动
极向上抽出
极向下插入
极不动
极向上抽出
（三）、楞次定律内容的教学部分：
1、通过前人所做实验的大量性来说明此结论的普遍性．
2、通过电脑软件模拟实验过程,进一步分析实验的结论,根据实验现象所反映的物理本质的规律，请学生得出确定感应电流方向的具有普遍意义的规律并加以叙述，教师予以评价、修正，在此基础上得出楞次定理的完善表述．得到楞次定律的内容：电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
反之，我们可以设想一下，若感应电流方向与用楞次定理判断得出的方向相反，则螺线管的磁场将与条形磁铁相互吸引，这样条形磁铁的速度会愈来愈大．也就是说在电路获得电能的同时，磁铁的动能也增加了．这时，对于电路和磁铁组成的系统来说，它将找不到是由什么能量转化而来的，电能和动能是凭空产生了，这显然与自然界最基本的规律之一—能量守恒定律相违背．
3、通过电脑演示,使学生进一步理解“阻碍”和“变化”的含义．
感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场．因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反．
这里的“阻碍”体现为：当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少；当回路中的磁通量不变时，则没有“变化”需要阻碍，故此时没有感应电流的磁场，也就没有感应电流．
（五）、定律的深化部分:
1、楞次定演示器进行演示实验引起学生的思考．
2、通过学生的讨论和电脑软件的演示对实验现象进行分析,得到实验现象产生的原因．
3、深化:
从导体和磁体相对运动的角度看:电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动;
②楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现．
从能量转换的角度来分析：螺线管中用楞次定理得出的感应电流所形成的磁场，在螺线管上端为 极，这个 极将排斥外来的条形磁铁的运动，条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小，即动能要减少；要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功．可见，电磁感应现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来的．因此，楞次定理与能量转换与守恒规律是相符合的．
上述的“阻碍”过程，事实上就是一个其它形式能向电能转化的过程．
1．右手定则是楞次定律的特例．
楞次定律和右手定则都是用来判定感应电流方向的．但右手定则只局限于判定导体切割磁感线的情况；而楞次定律则适用于一切电磁感应过程，因此，可以把右手定则看作是楞次定律的特殊情况．
2．楞次定律符合能的转化和守恒定律．
楞次定律实质上是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现．
举例：
（四）、楞次定律的应用教学部分：
通过软件教学模拟实验过程,并加以引导,使学生独立思考：
总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤．
练习部分：
⑴方形区域内为匀强磁场,在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中，判断感应电流的方向
⑵无限长通电直导线旁有一个矩形线圈，当线圈远离直导线时，判断感应电流的方向
⑶A、B两个线圈套在一起,线圈A中通有电流,方向如图,当线圈A中的电流突然增强时,B中的感应电流方向如何?
教学内容与过程
基础知识全解
复习提问：产生感应电流的条件是什么?
电脑演示例题：请同学回忆右手定则的内容，并判断闭合电路的一部分导体切割磁感线时所产生感应电流的方向．
引入：电脑设置新情景并提出问题引起学生思考:如果用其它方式改变磁通量，从而产生感应电流，如何判断感应电流的方向呢？
新课教学
（一）、通过旧知识给出新结论：
(2)如图所示，试判断发生如下变化时，在线框abcd中是否有感应电流？若有，指出感应电流的方向？
①b向外拉；
②b向里压；
③线框abcd向上运动；
④线框abcd向下运动；
⑤线框abcd向左运动；
⑥P向上滑动；
⑦P向下滑动；
⑧以MN为轴，线框向里转；
⑨以ab为轴，cd向外转；
⑩以ad为轴，bc向里转．
课堂小结
说明：对“阻碍”二字应正确理解．“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因．”
2．判定步骤(四步走)．
(1)明确原磁场的方向；