高中人教版 (新課標(biāo))3 楞次定律教案-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

年級(jí)：高二學(xué) 科：物理教師：劉斌
課題：楞次定律------感應(yīng)電流的方向
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)目標(biāo)：1.通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的觀察、分析，總結(jié)出楞次定律
2.能初步應(yīng)用楞次定律來(lái)判定感應(yīng)電流的方向
3.從能量守恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍意義
能力目標(biāo)：通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，探索物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、歸納、
總結(jié)的邏輯思維能力
德育目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)楞次定律明白“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”
重點(diǎn)：1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出楞次定律
2.應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向
難點(diǎn)：1.對(duì)演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納，并總結(jié)出楞次定律
2.正確理解楞次定律中“阻礙”的含義
3.從能量守恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律
教學(xué)過(guò)程：
[引入新課]
[教師]：首先我們一起來(lái)看個(gè)實(shí)驗(yàn)。
[視頻]：①當(dāng)條形磁鐵反復(fù)穿過(guò)A環(huán)，A環(huán)隨之運(yùn)動(dòng)；
當(dāng)條形磁鐵反復(fù)穿過(guò)B環(huán)，B環(huán)不隨之運(yùn)動(dòng)。
②當(dāng)鐵棒反復(fù)穿過(guò)A、B環(huán)，A、B環(huán)不隨之運(yùn)動(dòng)。
[提問(wèn)]：
①當(dāng)條形磁鐵分別穿過(guò)A環(huán)和B環(huán)時(shí)，分別看到什么現(xiàn)象？當(dāng)鐵棒分別穿過(guò)A環(huán)和B環(huán)時(shí)，分別看到什么現(xiàn)象？
②當(dāng)條形磁鐵分別穿過(guò)A環(huán)和B環(huán)時(shí)，環(huán)中有無(wú)感應(yīng)電流？為什么？當(dāng)鐵棒分別穿過(guò)A環(huán)和B環(huán)時(shí)，環(huán)中有無(wú)感應(yīng)電流？為什么？
③條形磁鐵在靠近或遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量是怎樣變化的？與A環(huán)間是“引力”還是“斥力” ？
[學(xué)生討論]：
①當(dāng)條形磁鐵反復(fù)穿過(guò)A環(huán)時(shí)，A環(huán)隨之運(yùn)動(dòng)；當(dāng)條形磁鐵反復(fù)穿過(guò)B環(huán)，B環(huán)不隨之運(yùn)動(dòng)；當(dāng)鐵棒反復(fù)穿過(guò)A、B環(huán)時(shí)，A、B環(huán)不隨之運(yùn)動(dòng)。
②當(dāng)條形磁鐵穿過(guò)A環(huán)時(shí)，A環(huán)中有感應(yīng)電流，因?yàn)橥ㄟ^(guò)A環(huán)的磁通量發(fā)生變化；當(dāng)條形磁鐵穿過(guò)B環(huán)時(shí)，B環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流，因?yàn)锽環(huán)所構(gòu)成的電路沒(méi)有閉合；當(dāng)鐵棒分別穿過(guò)A環(huán)和B環(huán)時(shí)，A、B環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流，因?yàn)榇┻^(guò)A、B環(huán)的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化。
③當(dāng)條形磁鐵靠近A環(huán)時(shí)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量增大，與A環(huán)間是“斥力”；當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量減少，與A環(huán)間是“引力”。
[教師]：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？能不能利用磁通量的改變來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向呢？本節(jié)課我們就來(lái)探索它們之間遵循的規(guī)律，即探索判斷感應(yīng)電流方向的方法。下面就請(qǐng)同學(xué)們利用桌面的器材來(lái)用實(shí)驗(yàn)法研究感應(yīng)電流的方向與磁通量如何變化的關(guān)系。
[學(xué)生討論所采用的合理的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示]
[新課教學(xué)]
[教師]：這節(jié)課我們主要是要研究感應(yīng)電流的方向，那就
必然要用到電流表。在以前的實(shí)驗(yàn)中，我們經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)
電流表的指針有時(shí)向右偏轉(zhuǎn)，有時(shí)卻向左偏轉(zhuǎn)，那么什么
時(shí)候向右偏轉(zhuǎn)，什么時(shí)候又向左偏轉(zhuǎn)？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)
來(lái)觀察一下。
[演示]：辨明電流表G指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流方向間的
關(guān)系。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖3所示
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]：當(dāng)電流由“+”接線柱流入時(shí)，表針向右偏轉(zhuǎn)；
當(dāng)電流由“-”接線柱流入時(shí)，表針向左偏轉(zhuǎn)。
[教師]：下面我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索判斷感應(yīng)電流方向的普遍適用的方法。
[學(xué)生活動(dòng)]：分成兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入下表。
[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]：原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)在磁鐵插入時(shí)，方向相反，相互排斥；抽出時(shí)兩磁場(chǎng)方向相同，相互吸引。
[師生共同分析]：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的這種阻礙作用可形象地表示為：來(lái)者“拒”，去者“留”。從磁通量的角度看，磁鐵插入時(shí)，線圈中的原磁通量增加，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，阻礙它的增加；抽出時(shí)，原磁場(chǎng)磁通量減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，企圖阻礙它減少。
[教師]：俄國(guó)物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到如下結(jié)論：凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的增加；凡是由磁通量減少引起的感應(yīng)電流，它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的減少，這是一個(gè)共同規(guī)律。這個(gè)結(jié)論簡(jiǎn)單概括為：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。這就是楞次定律。
[板書]：楞次定律
1.內(nèi)容
[教師]：我們也可以把楞次定律簡(jiǎn)單概括成一句話：“增反減同”。即當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁場(chǎng)的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。
[注意]：1.“阻礙”不是阻止；
2.阻礙的是磁通量的“變化”，而不是阻礙磁通量，更不能解釋為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總與原磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)磁通量增加時(shí)，“阻礙增加”即感應(yīng)電流磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)相反，起抵消作用；當(dāng)磁通量減少時(shí)，“阻礙減少”即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)一致，起補(bǔ)償作用。
[幻燈演示]：楞次的生平
[教師]：現(xiàn)在我們用楞次定律來(lái)解釋之前那個(gè)視頻中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[師生共同分析]：當(dāng)條形磁鐵靠近A環(huán)時(shí)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量增大，這時(shí)A環(huán)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量增加，因而要跟原磁場(chǎng)方向相反，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是垂直于紙面向外，故條形磁鐵與A環(huán)間是“斥力”關(guān)系，A環(huán)要向紙內(nèi)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量減少，這時(shí)A環(huán)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙磁通量減少，因而要跟原磁場(chǎng)方向相同，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是垂直于紙面向內(nèi)，故條形磁鐵與A環(huán)間是“引力”關(guān)系，A環(huán)要向紙內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[小結(jié)]：1.從磁通量變化的角度來(lái)看，感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化；
2.從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看，感應(yīng)電流總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[板書]：2.兩種表述
[教師]：有了楞次定律，我們便可以用它來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向了，下面我們來(lái)做一些練習(xí)。
[練習(xí)1]：金屬桿AB緊貼著固定的金屬軌道向右運(yùn)動(dòng)，則閉合電路ABCD中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何？
[練習(xí)2]：線圈遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線而去時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流方向如何？
[練習(xí)3]：導(dǎo)線AB、CD互相平行，在閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，導(dǎo)線CD中的感應(yīng)電流方向如何？
[教師]：可見(jiàn)，應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟是：
1、明確原磁場(chǎng)方向
2、明確穿過(guò)閉合回路的磁通量如何變化
3、由楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向
4、利用安培右手定則確定感應(yīng)電流的方向
[教師]：下面我們?cè)購(gòu)哪芰哭D(zhuǎn)化的角度來(lái)分析一下。當(dāng)條形磁鐵靠近A環(huán)時(shí)，A環(huán)中感應(yīng)電流所形成的磁場(chǎng)，在靠近條形磁鐵的方向?yàn)镹極，這個(gè)N極將排斥外來(lái)的條形磁鐵，條形磁鐵受到此排斥力還要靠近A環(huán)，則必用外力對(duì)磁鐵做功以維持其運(yùn)動(dòng)速度，可見(jiàn)，此過(guò)程中，A環(huán)中的電能是由外部的機(jī)械能通過(guò)做功轉(zhuǎn)化而來(lái)的。
反之，我們可以假想一下，若A環(huán)中感應(yīng)電流方向與根據(jù)楞次定律判斷得出的方向相反，則A環(huán)中感應(yīng)電流所形成的磁場(chǎng)將與條形磁鐵互相吸引，這樣，無(wú)須外力參與，條形磁鐵靠攏A環(huán)的速度將越來(lái)越大，則其動(dòng)能將越來(lái)越大，這時(shí)，電路中產(chǎn)生的電能和磁鐵獲得的動(dòng)能就找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的，它們將成為無(wú)源之水。因此，如果有一個(gè)什么法則確定出這樣方向的感應(yīng)電流，則它將與自然界最基本的規(guī)律之一———能量守恒定律相違背，顯然這是荒謬的。對(duì)其他的電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析也會(huì)得到上述同樣的結(jié)論，這些都表明：楞次定律是遵守能量守恒定律的。
[板書]：3. 遵守能量守恒定律
[小結(jié)]：1.楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的重要規(guī)律。要理解和掌握好楞次定律必須理解“阻礙”二字的意義。
2.感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是在阻礙著它自己的產(chǎn)生。楞次定律是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)。
作業(yè)：練習(xí)三 1、2、4
板書設(shè)計(jì)：
§16.3 楞次定律------感應(yīng)電流的方向
楞次定律
1.內(nèi)容
2.兩種表述
3.遵守能量守恒定律項(xiàng)目
磁體
運(yùn)動(dòng)方向
原磁場(chǎng)
方向
穿過(guò)線圈的磁通量變化
電流表指針偏轉(zhuǎn)方向
感應(yīng)電流方向
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
N極插入
N極拔出
S極插入
S極拔出

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