楞次定律及其应用

楞次定律及其应用 楞次定律及其应用 教学目标 学问目标 理解楞次定律的内容,初步把握利用楞次定律推断感应电流方向的方法； 力量及情感目标 1、通过同学试验，培育同学的动手试验力量、分析归纳力量； 2、通过对科学家的介绍，培育同学严厉仔细，不怕艰苦的学习态度. 3、从楞次定律的因果关系，培育同学的规律思维力量. 4、从楞次定律的不同的表述形式，培育同学多角度熟悉问题的力量和高度概括的力量. 教学建议 教材分析 楞次定律是高中物理中的重点内容，由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化状况、感应电流的磁场方向、以及安培定则和右手螺旋定则进行正确的判定和使用，才能得到正确的感应电流的方向.所以这部分内容也是电学部分的一个难点.为了突破此难点，可以通过教学软件，用计算机进行形象化演示，将变化过程逐步分解，通过设疑突破疑点理解深化，由浅入深的进行教学. 教法建议 在复习部分，先让同学明确闭合电路的磁通量发生变化可以产生感应电流，用计算机动态模拟导体切割情景，让同学顺当地用右手定则推断出感应电流的方向，立刻在原题的基础上变切割为磁场增加，在此设疑：用这种方法转变磁通量所产生的感应电流，还能用右手定则推断吗？假如不能，我们应当用什么方法推断呢？使同学带着疑问进入新课教学中去.在新课教学部分，充分运用同学试验和媒体资源分析相结合的教学方法，关心同学自己发觉规律，了解规律，所设计的软件紧密联系试验过程，将动态演示和定格演示相结合，做到动中有静，静中有动，以达到传统教学方法所不能达到的效果.另外，在得到规律之后，为了突破难点，首先利用软件演示和老师讲解相结合的方法关心同学理解“阻碍”和“变化”的含义，然后重现刚才同学试验的动态过程，让同学自己总结出利用楞次定律推断感应电流方向的步骤，并供应典型例题，通过形成性练习，使同学会应用新学问解决问题.在对定律的深化部分，将演示试验、同学争论、软件演示有机的结合起来，使同学从力学和能量守恒的角度加深对楞次定律的理解. 建议本节课的教学方法为现代化教学手段-计算机与传统的教学方法进行有机的结合,以实现教学过程和效果的优化为宗旨,采纳计算机模拟动态演示、同学试验争论、老师讲解的方式达到预定的教学目标.设计的软件紧扣教学目标，为完成教学任务服务，充分突出现代化教学手段的优势. 楞次定律的教学设计方案 一、教学目标 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、通过试验的探究，培育同学的试验操作、观看力量和分析、归纳、总结的规律思维力量. 二、教学重点：对楞次定律的理解. 三、教学难点：对楞次定律中的“阻碍”和“变化”的理解. 四、教学媒体： 1、计算机、电视机（或大屏幕投影）； 2.、线圈、条形磁铁、导线、干电池、蹄形磁铁、灵敏电流计、楞次定律演示器. 五、课堂教学结构模式：探究式教学 六、教学过程： 复习： 1、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，并推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同学思索:假如用其它方式转变磁通量，从而产生感应电流，如何推断感应电流的方向呢？ 新课教学 （一）、通过旧学问给出新结论： 即利用右手定则推断闭合电路的一部分导体切割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； 当原磁通量削减时感应电流的磁场与原磁场方向相同. （二）、同学试验：试验内容见附表一. 试验预备 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、通过同学分析试验结果和电脑的演示,使同学发觉自己的试验结果与上述结论相全都. 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，我们再来依据试验的结果来得出推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，假如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 变化状况 (增大、减小) 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、通过前人所做试验的大量性来说明此结论的普遍性. 2、通过电脑软件模拟试验过程, 进一步分析试验的结论, 依据试验现象所反映的物理本质的规律，请同学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，老师予以评价、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 3、通过电脑演示,使同学进一步理解“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削减时，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削减；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. （四）、楞次定律的应用教学部分： 通过软件教学模拟试验过程,并加以引导,使同学独立思索： 总结出利用楞次定律推断感应电流方向的步骤. 练习部分： 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，推断感应电流的方向 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，推断感应电流的方向 A、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中的电流突然增加时,B中的感应电流方向如何? （五）、定律的深化部分: 1、楞次定演示器进行演示试验引起同学的思索. 2、通过同学的争论和电脑软件的演示对试验现象进行分析,得到试验现象产生的缘由. 3、深化: 从导体和磁体的相对运动的角度上看:电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动; 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的详细表现. 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渐渐减小，即动能要削减；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. 反之，我们可以设想一下，若感应电流方向与用楞次定理推断得出的方向相反，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，这明显与自然界最基本的规律之一能量守恒定律相违反. （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； 作业: 书后练习 （七）、板书设计: 内容： 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律. 应用： 推断感应电流方向的步骤： 1确定原磁场方向； 2推断穿过闭合电路磁通量的变化状况； 3依据楞次定律推断感应电流的磁场方向； 4依据安培定则推断感应电流的磁场方向.