楞次定律

《楞次定律》教案

湖北省鄂南高级中学沈文炳

一、教材分析

（一）在教材中的地位作用

电磁感应现象揭示了电和磁之间的密切联系，在电磁学部分的学习中起着承上启下的作用。电磁感应不仅是电场和磁场知识的综合和扩展，也是学习交变电流、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的发现，在科学技术上具有划时代的意义，使人类文明迈进了一大步。因此，本章无论是在知识内容上、还是在生活实践中都具有极其重要的意义。

楞次定律是电磁感应一章中的重点和难点。教材分别从磁通量的变化、相对运动、能量守恒的角度研究了感应电流的方向所遵循的规律。

（二）教材的特点

本章教材有一个共同的特点就是以多个实验事实为基础，让学生得出感性认识，再通过理论分析总结出规律，从而形成理性认识。

由于感应电流的方向涉及到三维空间的多个物理量，通过实验和推理相结合得出比较抽象的楞次定律对学生的操作能力、观察能力、空间想象能力、思维能力要求较高。

教材不仅渗透了电和磁对立统一、相互转化的思想，还把能量守恒的观点反映到电磁运动中来。

（三）教材的线索

本章教材抓住“磁通量的变化及变化率”为核心线索贯穿全章，从感应电动势产生的条件→大小→方向→应用。

（四）大纲的要求及教学目标

《全日制普通高级中学物理教学大纲》对本节内容的要求层次为：理解并掌握楞次定律。《全日制普通高中物理新课程标准》对本节内容的要求层次为：通过探究，理解楞次定律。大纲的这种要求既体现了楞次定律在高中物理中的重要地位，也充分考虑到高中学生的知识基础和认知能力。通过学习，要求学生具备较强的实验观察能力、一定的理解力和初步的对感应电流方向进行分析的能力。

根据教学大纲的要求和教材的特点，结合学生实际，特制定本课的教学目标如下：

知识与技能

1.通过实验探究得到楞次定律；

2.从不同角度（磁通量的变化、相对运动、能量守恒）理解、掌握楞次定律；

3.能利用楞次定律正确判断感应电流的方向。

过程与方法：

1.使学生了解探究物理规律的基本过程：猜想—实验探究—归纳总结；

2.着重培养学生的操作、观察、总结的素质和能力；

3.培养学生应用知识解决实际问题能力。

情感、态度、价值观

1.培养学生对科学探索的兴趣；

2.培养学生对立统一、相互转化的辨正唯物主义观点；

3.培养学生合作、交流的品德；

（五）教学重点

通过探究、分析，得出判断感应电流的方向的规律—楞次定律。

（六）教学难点

引导学生用“感应磁场方向”替代“感应电流的方向”，来研究感应电流的方向与磁通量的变化及磁场的方向之间的关系。

总结出楞次定律的内容。

二、教、学法介绍

（一）教学对象分析

学生已经掌握了法拉第电磁感应定律，已能解决感应电流的大小问题，感应电流方向的判断迫在眉睫。

学生通过电场、电流、磁场部分的学习，已经认识到了电流也能产生磁场，并能熟练利用安培定则来判定通电线圈和螺线管的磁场方向。但是还没有见过感应电流产生磁场的实例。

学生通过立体几何的学习，对三维空间已有一定程度的认识，但尚不能熟练联系实际。

好奇心强是中学生的心理特征之一，可以通过生动，直观的物理游戏、实验调动学生的学习兴趣，从而提高学生的观察能力，培养了他们的思维能力。

（二）教法介绍

现代素质教学理论强调：学生的学习行为是由动机引起的。本课采用物理游戏，巧设物理情景激发动机，诱发学生强烈的探索欲望，培养学生的学习主动性；由学生的探索实验和老师的情景演示强化动机，让学生体会探索、发现的快乐，培养学生的学习积极性和创造性；最后再通过解决物理在生活中的应用、物理游戏保持动机，让学生体会收获与成功的喜悦，并把这种情感带到以后的学习中去。

运用多媒体技术化抽象为具体，突破教学难点。通过计算机模拟把假象的磁感线生动具体的表现出来，极大的克服了学生的思维障碍，有助于他们理解和掌握定律。

对来源于观察实验的知识运用归纳法进行加工整理，得出一般性的物理规律是本课的突出教学方法。本课教学学生通过教师引导，使学生再一次领略到物理知识的逻辑性和严整性，从而发现物理世界的“美”。

（三）学法介绍

学而得法是教学的最终目的，给学生恰当的学法指导，有利于教与学双边活动的开展，使教学轻松而高效。本课结合教法，学生可按以下学法进行学习。

实验探索法:本课创设了有趣的物理游戏、自主实验探究，有助于培养学生的观察、操作能力。

比较总结法：通过对现象的分析、比较、总结出物理规律的过程，有助于学生分析能力和综合能力的培养。

三、教学程序设计

（一）创设情境，提出问题

情景游戏：米妮进米奇妙妙屋

解密：掉转屋子，让学生看灵敏电流计。在门内侧有一个线圈。米妮的肚子里装有条形磁铁。

过渡：指针偏转的方向不同，反映了在不同条件下线圈中感应电流的方向不同。那么，线圈中感应电流的方向和哪些因素有关？关系怎样？这就是这节课我们要探究的问题——三楞次定律—感应电流的方向。

（二）发散思考，科学猜想

请各位同学在小组内相互讨论、猜想：线圈中感应电流的方向和哪些因素有关？

猜想：线圈中感应电流的方向和磁通量的变化、磁场的方向有关。

过渡：下面请各个小组讨论设计一个实验方案来验证并探究它们的关系。

（三）自主探究，引导分析

1.自主探究

（1）方案制定，表格设计：

根据提供的实验器材，设计并连接实验装置。试探并确定获得感应电流的操作。根据要探究的三个物理量和获得感应电流的操作，设计记录表格。

（2）实验操作，现象记录：

思考：a.根据指针的偏转方向怎样判断线圈中感应电流的方向？

b.用什么词语来记录线圈中感应电流的方向、磁通量的变化、磁场的方向。

（3）分析数据，总结规律：

总结线圈中“感应电流的方向”、“磁通量的变化”、“磁场的方向”三者的关系。

可能的引导分析：

师：为什么我们不能直观地总结出三者的关系呢？可以分析这三个量：感应电流的方向与磁场的方向不能比较；磁通量的变化和磁场的方向是描述磁场的物理量，与感应电流的方向不是同一类物理量，不易比较。怎么办？

师：引入“感应电流的磁场方向”。怎么由感应电流的方向确定感应电流的磁场方向呢？师：请各小组在表格上补充“感应电流的磁场方向”一栏，并补充数据。

师：现在请大家寻找磁通量的变化、磁场的方向、感应电流的磁场方向三者的关系。

总结：磁通量增加时，感应电流的磁场方向与磁场方向相反；磁通量减少时，感应电流的磁场方向与磁场方向相同。

过渡：现在我们通过动画形象地呈现这个结论。

2.动画模拟

3.抽象概括

师：原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

师：感应电流的磁场对原磁通量的变化起什么作用？

师：阻碍能用阻止替换吗？阻碍是延缓，不是阻止。

师：是有时阻碍，还是总要阻碍？

师：感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化。

师：反过来想一想，原磁通量的变化是产生感应电流的原因吗？

师：“原磁通量的变化”叫做“引起感应电流的磁通量的变化”。

师：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

俄国物理学家楞次（1804—1865）概括了各种实验结果，在1834年得到了如下结论，后人称之为楞次定律：

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。

楞次简介

楞次（Lenz ），1804年2月24日诞生于爱沙尼亚．16岁以优异成绩考入大学，1834年当选为院士．曾长期担任圣彼得堡大学物理数学系主任，后来由教授会选为第一任校长．楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳－楞次定律．

1865年寒假，楞次在意大利罗马中风去世．

过渡：通过大家的努力，我们探究出了判断感应电流方向的规律—楞次定律。由于时间的关系，我们不可能再做实验来验证。科学家已经证明这个规律是正确的，可以放心应用。现在请大家做一个小游戏。

（四）再设情景，规律应用

1.小游戏：