第三节楞次定律感生电流的方向教案

第三节楞次定律感生电流的方向物理教研组江楚桥[素质教育目标]（一）知识教育点1、掌握从磁通量的变化的角度判断感性电流的方向的方法2、理解右手定则与楞次定律的关系3、初步掌握用楞次定律判断感生电流方向的方法与步骤（二）能力训练点1、通过实验，培养学生观察、分析、归纳和总结问题的能力2、利用右手定则与楞次定律对比，理解利用磁通量的概念来确定感生电流方向的规律，分清概念关系、分清相关知识的区别与联系，从而提高学生的理解能力。（三）德育渗透点1、通过介绍俄国物理学家楞次从青年时代就开始进行电磁感应现象研究的史实。1831年法拉第发现电磁感应现象之后当时已经有了许多便于记忆的方法，“左手定则”，“右手定则”，“右手螺旋定则”等经验性定则。1833年楞次在总结了安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后，发现了确定感生电流方向的定律——楞次定律，这一结果在1834年发表在《物理学和化学年鉴》上发表。楞次定律说明电磁感应现象也遵循能量守恒定律。对学生进行思想教育，激发学生的学习兴趣，使学生了解物理学家的研究背景、探索方法与思路，形成科学的思想方法和研究方法，而且能促进学生的不断创新的科学精神和优秀品质的形成，造就严谨务实的科学态度。2、进行物理学方法的教育，通过课堂教学，使学生领略到物理规律的形成的一条重要途径，即设想——实验——规律，培养学生形成科学的思维方式。[重点、难点、疑点及解决方法]1、重点：用磁通量的概念来表达感生电流的方向2、难点：用“阻碍磁通量的变化”的理解3、疑点：①对右手定则与楞次定律一致性的理解；②对楞次定律遵循能量守恒定律的理解。4、解决方法：①通过与前节知识的回顾和演示实验，引导学生观察、分析将学生的思维逐步引向磁通量的概念与感生电流，由感生电流引向感生电流的方向。②通过学生自己实验，分析、总结出感生电流的磁场总是引起感生电流的磁通量的变化。③运用分析对比的方法，使学生体会到右手定则与楞次定律在判断感生电流方向上的一致性，以及运用楞次定律进行感生电流方向判断的优越性和普遍性。④通过功能关系讨论加深对楞次定律遵循能量守恒定律的理解。[课时安排]一课时[教具准备]条形磁铁、电流计、线圈（25组），干电池（旧）[学生活动设计]1、通过已学知识讨论和演示实验的观察，在教师的引导下，将学生的思维引向用磁通量的概念表达感生电流的方向的意向，并提出大胆设想。2、指导学生通过实验进行探索，积极思考、分析、归纳、总结出感生电流的磁场“总是阻碍引起感生电流的磁通量的变化”的结论。3、通过适当练习，体会右手定则与楞次定律的关系、楞次定律的优越性以及能量守恒关系。[教学步骤]（一）提问设疑导新课因势利导指思路本节内容即涉及到初中所学的右手定则，又与上节课内容联系较紧，为激发学生的求知欲望，拟从以下几个方面提问设疑，并指明研究方向。1、提问：什么是电磁感应现象？产生电磁感应现象的条件是什么？2、设疑：知道了怎样能产生感生电流，那么如何判断感生电流的方向？（有不少同学会立即提出，用初中学过的右手定则），我因势利导，记学生用初中的方法判断如图（1）中ab导线；图（2）中abcd线框在磁场中按图示方向运动时产生的感生电流方向，然后再要求学生完成图（3）中当条形磁铁插入线圈时，确定线圈中的感生电流方向，这时大部分同学自然试图用右手定则进行判断，但十分困难。学生急需寻求新的判断方法，我就抓住这个契机分析实验并说明初中的右手定则有一定的局限性，同时提出问题：能不能找到一种新的方法使它更具有普遍意义，使用起来更方便？从而激发学生的求知欲。3、启发：启发学生联系上节知识，把导体与磁场的相对运动，以及导体与磁场不发生相对运动只是磁场发生变化等情况中所发生的电磁感应现象（产生的感生电流），归纳到穿过闭合电路中的磁通量发生变化的问题上来，说明磁通量的变化与感生电流有一定关系，我们能否也顺着这条线索，用磁通量的概念来表达感生电流的方向呢？（二）精心指导做实验深入分析探规律使学生明确探索方向，带着问题进行实验：1、分组实验：按图（3）的实验器材每2人一组进行实验（注意查明线圈的绕向，记下电流表指针的偏转方向与电流方向的关系）。2、实验记录：要求学生认真实验、仔细观察现象并填好下列表格：123456磁铁运动方向穿过线圈磁通量（增、减）电流表指针偏转方向（向左、右）感生电流的方向（俯视：顺、逆时针）感生电流的磁场方向（向上、向下）感生电流磁场与原磁场方向的关系（相同或相反）N极向下插入增左逆向上相反磁铁不动不变不动无感生电流无无S极向上抽出减右顺向下相同3、分析实验结果：教师引导，由学生归纳总结从表中第6栏分析不难看出：原磁场与感生电流的磁场的方向关系，在磁铁插入时，方向相反，相互排斥；抽出时两磁场方向同向，相互吸引。感生电流磁场对原磁场的这种阻碍作用可形象地表示为：来者“拒”，去者“留”。从磁通量的角度看，磁铁插入时，线圈中的原磁通量增加，而感生电流的磁场与之相反，阻碍它的增加；抽出时原磁通量减少，感生电流的磁场方向与原磁场方向相同，企图阻碍它减少；若磁铁不动，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感生电流，但原磁通量还存在，可见阻碍的不是原磁通，而是阻碍原磁通量的变化。从上述分析知道，感生电流只在原磁通量发生变化时才出现，对原磁通量的变化起阻碍作用。4、推广结论：把上述结论推广到其它方式下发生的电磁感应现象，强调指出：凡是由磁通量的增加引起的感生电流，它所激发的磁场就阻碍原来磁通量的增加，凡是由磁通量减少引起的感生电流，它所激发的磁场就阻碍原来磁通量的减少，这是一个共同规律。（三）、掌握规律识内涵明确要求促提高1、阐述楞次定律内容，并介绍科学家探索规律的曲折过程。2、对定律深化理解：（1）“阻碍”并非“阻止”，一字之差，相离甚远，应认识原磁场是主动的，感生电流的磁场是被动的，原磁通量仍然要发生变化。而感生电流的磁场只是起阻碍作用而已。（2）阻碍的是原磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，更不是感生电流的磁场方向与原磁场方向相反。从导体与磁场的相对角度看，感生电流的磁场总是阻碍它们的相对运动。（3）再回到导入新课的问题上来，用右手定则确定图3中感生电流的方向，可将磁场分解如图4；磁铁向下运动相当于线圈向上切割磁力线（B的分量B⊥），从而说明右手定则与楞次定律的一致性，并说明楞次定律是用磁通量的概念表达了感生电流的磁场与原磁场的关系，它不仅有使用方便的优点，而且更具有普遍意义。（4）从能量的角度看，插入（抽出）时外力克服磁场力做功，把其它形式的能转化为内能。（5）从“原磁通量”与“感生电流的磁通量”相互制制约来看：当原磁通量增加时，闭合电路本身要“设法”减少原磁通量来制约原磁通量的增加；反之，阻碍原磁通量的减少。3、通过例题的练习，总结出应用楞次定律判断感生电流方向的步骤和方法：（1）明确原磁场方向；（2）分析穿过闭合电路磁通量的变化（增或减）；（3）根据楞次定律确定感生电流的磁场方向；（4）由感生电流的磁场方向，用右手定则确定感生电流的方向。例题1根据楞次定律判断下列说法正确的是（C）A．感生电流的磁场方向总与原磁场的方向相反B．感生电流的磁场方向总与原磁场的方向相同C．穿过闭合电路的磁通量增加时，感生电流的磁场与原磁场的方向相反D．穿过闭合电路的磁通量磁加时，感生电流的方向与原磁场的方向相同。2、由楞次定律下列说法正确的是（B）A．感生电流总要阻止导体和磁场的相对运动B．感生电流总要阻碍导体和磁场的相对运动C．感生电流总要阻止磁通量的变化D．感生电流总阻碍磁通量的增加[布置作业]当堂练习：练习二中的（1）、（2）书面作业：练习二中的（2）、（3）、（5）[板书设计]第三节楞次定律——感生电流的方向1、磁通量的概念与感生电流的方向有无关系？2、学生实验123456磁铁运动方向穿过线圈磁通量（增、减）电流表指针偏转方向（向左、右）感生电流的方向（俯视：顺、逆时针）感生电流的磁场方向（向上、向下）感生电流磁场与原磁场方向的关系（相同或相反）N极向下插入增左逆向上相反磁铁不动不变不动无感生电流无无S极向上抽出减右顺向下相同3、原磁场与感生电流磁场的方向关系：“来者拒，去者留”4、从磁通量的角度看：阻碍的是原磁通量的变化（有时同向，有时反向）5、推广结论：凡是由磁通量的增加引起的感生电流，它所激发的磁场就阻碍原来磁通量的增加，凡是由磁通量减少引起的感生电流，它所激发的磁场就阻碍原来磁通量的减少，这是一个共同规律。6、应用楞次定律判断感生电流方向的步骤和方法：（1）明确原磁场方向；（2）分析穿过闭合电路磁通量的变化（增或减）；（3）根据楞次定律确定感生电流的磁通方向；（4）由感生电流的磁场方向，用右手定则确定感生电流的方向。