高中物理《楞次定律》教案 新人教版选修3-1

高中物理《楞次定律》教案新人教版选修3-1
【课题】楞次定律
【教材】人民教育出版社《物理》选修3-2 第1章第三节
【课型】新授课
【课时】1课时
【教材分析】
内容分析
通过对教材的分析本节内容一个核心任务及两个要求。

核心任务：闭合回路中Φ变化产生的感应电流的方向如何判别，关键是对楞次定律中的“阻碍”两个理解。

两个要求：一、通过演示实验得到的实验现象，引导学生归纳得出感应电流的方向与磁通量变化的关系，以便了解楞次探索的历程；二、能运用楞次定律判断一般情况下、闭合回路磁通量变化时感应电流的方向及熟练掌握用右手定则判断导棒切割磁感线时感应电流的方向。

【教材的地位和作用】
是本章前面两节课实验的延续，实际上在第二节课的教学中，学生也许已经发现了感应电流的方向与闭合回路中Φ变化间的关系，本节内容具体明确感应电流的方向。

在高考要求上，关键在于理解楞次定律中“阻碍”的意思，有承上启下的作用，可便于今后能快速判断安培力的方向，单独考用查楞次定律判断感应电流方向的选择题也不少见。

【学生学情分析】
1.学生已经学习过产生感应电流的条件，也知道了判断磁感强度的大小和方向，完全可通过实验引导学生重复楞次探索的历程，找到感应电流的方向。

2.学生的障碍：感应电流的磁场是阻碍引起感应电流的磁通的变化。

【教学目标】
1、通过实验探究归纳总结出楞次定律。

2、理解楞次定律，并能简单运用。

3、通过实验探究，培养学生观察能力、空间想象能力,归纳总结能力。

【重点难点】
1.引导学生对演示实验进行观察、分析、归纳、总结得出楞次定律.
2.理解定律中“阻碍”原磁场磁通量的增加或减小的含义.
3.应用楞次定律判断感应电流方向.
【教法学法】
教法：以指导学生实验探究为主，讲授法为辅
学法：主动探究、互相协作、抽象提炼
【教学准备】
1、判别电流表指针偏转与电流流向间的关系：旧干电池一节、电键、电流表、滑线变阻器、导线若干。

2、判别感应电流的方向：条形磁铁、灵敏电流表、标明导线绕法的螺线管、导线两根。

【教学过程】
教学过程设计：
（一）设置情景、提出问题：
在前面两节课的实验中，不知大家是否注意到这样一个问题，在产生感应电流的过程中，电流表指针的偏转方向有时向右偏转，有时向左偏转。

1、电流表指针偏转有规律吗？
2、应该通过什么途径来寻找感应电流的方向？
3、前面我们用磁通量变化的概念表达出产生感应电流的条件。

是不是也可以用磁通量变化的概念来表达感应电流的方向的规律呢？
（二）解决核心问题、形成新知识。

（1）构建解决核心问题的方案：
[教师点拔引导]：回想以前学过的方法,有实验探究、理论分析、数学推理等等。

[提出方案]：实验探究法。

（2）选择易行方案解决核心问题：
[教师点拔引导]：电流方向通过电流表指针偏转方向来显示,故应先判别电流方向与电流表指针偏转方向之间的关系, 如何判别？
[教师示范演示]：教师按上图甲情况演示实验,引导学生实验中须注意电流表指针偏转方向, 感应电流的方向, 感应电流产生的磁场方向；磁铁的运动方向，磁铁产生的磁场方向；螺线管内的磁通量的
变化，螺线管内磁铁产生的磁场方向与感应电流产生的磁场方向间的关系。

[设计表格]：表格中的内容由老师指导与学生共同填写。

[归纳总结]：
（3）实验分析
如表1所示，当磁铁的N极（或S极）插入螺线管时，使螺线管内向下（或向下）的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反，阻碍着线圈内磁通量的增大．
如表2所示，当磁铁的N极（或S极）抽出螺线管时，螺线管内向下（或向下）的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同，阻碍着线圈内磁通量的减少．
[归纳形成新知]
(4)实验结论：
表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥，当磁铁远离线圈时，两者相吸。

感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
――――――这就是“楞次定律”
1．楞次定律
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

[引导学生思考]
当手执条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。

从能量守恒的角度看，这必定有其它形式的能在减少，或者说，有外力对磁体—线圈这个系统做了功。

你能不能用楞次定律来做出判断，手执磁铁运动时我们克服了什么力做了功？
结论：磁铁插入或拔出线圈时，感应电流的磁场总是要阻碍磁铁与线圈的相对运动。

（这种判断方法叫做“能量法”）
（三）理解“阻碍”“变化”：
原磁通量增加，感应磁场与原磁场方向相反。

原磁通量减少，感应磁场与原磁场方向相同。

2.楞次定律的应用
【例1】法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。

铁环
上绕有M、N两个线圈，当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈
N中从感应电流沿什么方向？
课本P12
例2：如右图所示，在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD,通有如图电流，线框与导线始终在同一个平面内，线圈在导线的一侧左右平移时，其中产生了A →B → C → D → A方向的电流时，已知距离载流直导线较近的位置，磁场较强。

请判断：线框在向哪个方向移动？
分析解答如课本所示
【思考与讨论】
如右图所示，
假定导体棒AB向右运动。

（1）我们研究的是哪个闭合电路？
（2）当导体棒AB向右运动时，穿过闭合电路的磁通量是增大还是减
少？
（3）感应电流的磁场应该是沿哪个方向方向如何？
（4）导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的？
【逐步引导学生得出右手定则】
2.右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向．
注意适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况
(六)课堂小结
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：
(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．
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．。