人教版高中物理选修3-2：《楞次定律》教案.doc

人教版高中物理选修3-2：楞次定律教案 同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 【教学重点】1楞次定律的获得及理解。 2应用楞次定律判断感应电流的方向。 3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 【教学难点】楞次定律的理解及实际应用。 【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 【教学工具】干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。 【教学过程】 【预习自学】 复习提问： 1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？ 2、磁通量的变化包括哪情况？ 3、如图，已知通电螺线管的磁场方向，问电流方向？ 4、问题2：如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问 有没有感应电流？（有，因磁通量有变化）； 感应电流方向如何？ 5、感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系？ 本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。 【预 习 检 查】 1、感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总引起感应电流的磁通量的。这个定律叫。 2、阻碍既不是也不等于反向，。 3、两个磁场：和。 4、应用楞次定律步骤： 。 【课 堂 精 讲】 1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考： （1）、灵敏电流计的作用是什么？为什么用灵敏电流计而不用安培表？ 答：灵敏电流计（把灵敏电流计与干电池试触，演示指针偏转方向与电流流入方向间的关系）电流从那侧接线柱流入，指针就向那侧偏转，因为灵敏电流计的量程较小，灵敏度较高，能测出螺线管中产生的微弱感应电流。 （2）、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流，而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流？ 答：因为穿过螺线管的磁通量发生变化，所以是螺线管中的感应电流，而螺线管中的电流也就是单匝线圈中的电流。 2、实验内容： 研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路，并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等，分析感应电流的方向与哪些因素有关。 3、学生探究：研究感应电流的方向 （1）、探究目标：找这两个磁场的方向关系的规律。 （2）、探究方向：从磁铁和线圈有磁力作用入手。 （3）、探究手段：分组实验（器材：螺线管，灵敏电流计，条形磁铁，导线） （4）、探究过程 问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？ 问题2、请你仔细分析上表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。 问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？ 学生四人一组相互交流、分析、讨论，用最简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况，然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流，师生共同讨论，形成结论。 教学中，学生概括多种多样，有的也非常准确到位，甚至于出乎意料，如： 概括1：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 概括2：感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化 概括3：感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的那个原因 （加点部分为学生提出的关键词） 教师应充分肯定他们的结论，并对出现的问题进行讨论、纠正， 总结规律：原磁通变大，则感应电流磁场与原磁场相反，有阻碍变大作用 原磁通变小，则感应电流磁场与原磁场相同，有阻碍变小作用 结论：增反减同 第二课时 4、楞次定律感应电流的方向 （1）、内容：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。 （师指出上述结论是物理学家楞次概括了各种实验结果提出的，并对楞次的物理学贡献简单介绍） （2）、理解： 、阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同 “阻碍”又称作“反抗”，注意不是阻碍原磁场而阻碍原磁场的变化 、注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场 、学生在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。 根据标出的磁极方向总结规律： 感应电流的磁场总是磁体阻碍相对运动。“你来我不让你来，你走我不让你走” 强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解： a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。 b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。 、感应电流的方向即感应电动势的方向 、阻碍的过程中，即一种能向另一种转化的过程 例：上述实验中，若条形磁铁是自由落体，则磁铁下落过程中受到向上的阻力，即机械能电能内能 （3）、应用楞次定律步骤： 、明确原磁场的方向； 、明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少； 、根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向； 、利用安培定则判定感应电流的方向。 （4）、楞次定律的应用 例1：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？ 解：由安培定则A环中电流产生的磁场方向向里 穿过大环的磁通量增大 由楞次定律可知感应电流的磁场向外 由安培定则得外环感应电流为逆时针 同理当电流减小时，外环中感应电流方向为顺时针 例2磁铁靠近线圈，试判断线圈中的感应电流方向及运动情况。 解题小结： 运用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤： 第一步：判断穿过线圈的原磁通量的方向 第二步：判断穿过线圈的原磁通量的变化（增大或减小） 第三步：判断感应电流的磁场的方向（依据楞次定律） 第四步：判断感应电流的方向（依据右手螺旋定则） 5、楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线 （1）、右手定则的内容：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，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向 （2）、适用条件：切割磁感线的情况 （3）、说明： 、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解 例：分别用右手定则和楞次定律判断 通过电流表的电流方向(课本P204(3) 、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况 、当切割磁感线时电路不闭合，四指的指向即感应电动势方向（画出等效电源的正负极） 课堂小结 楞次定律 1.内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。 2.理解： （1）从阻碍磁通量变化看“增反减同”。 谁起阻碍作用? 感应电流的磁场 阻碍什么? 原磁场磁通量的变化 如何阻碍? “增反减同” 阻碍的结果? 不是阻止、不是相反，是延缓了变化的过程 为何阻碍？产生感应电流的过程遵守能量守恒定律，没有这种阻碍就没有能量转化。 （2）从阻碍相对运动看“来拒去留”。 感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 课堂例题 例1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是 A、匀速向右运动 B、加速向右运动 C、减速向右运动 D、加速向左运动 例2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开始下落，不计阻力，a、b两端落到地面的次序是 A、a先于b B、b先于a C、a、b同时落地 D、无法判定 例3、如图，电容器PQ的电容为10mF，垂直于回路的磁场的磁感应强度以510-3T/s的变化率均匀增加，回路面积为10-2m2。则PQ两极电势差的绝对值为V。P极所带电荷的种类为，带电量为C。 课堂练习 1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的电势 A、东端最高 B、西端最高 C、中点最高 D、各点一样高 2、如右图，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 A、线圈中将产生abcd方向的感应电流 B、线圈中将产生adcb方向的感应电流 C、线圈中将产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb D、线圈中无感应电流 3、如右图，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合。为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是 A、N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动 B、S极向纸内，N极向纸外，使磁铁绕O点转动 C、使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针转动 D、使磁铁在线圈平面内绕O逆时针转动 4、如右图，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合距形导线框，E是电源，当滑线变阻器R的滑片P自左向右滑行时，线框ab将 A、保持静止不动 B、沿逆时针方向转动 C、沿顺时针方向转动 D、 发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向。 【板书设计】 【课 时 作 业】 1、如图4-3-9所示，开关闭合的瞬间，流过电流计的电流方向是。（填顺时针或逆时针）。 2、如图4-3-10所示，正方形线框abcd的边长为d，向右通过宽为L的匀强磁场，且d；在线框移出磁场的过程中，线框中的感应电流方向为。 abcdaadcba 3、如图4-3-11所示，M、N为水平放置的两根固定且平行的金属导轨，两根导体棒P、Q垂直于导轨放置并形成一个闭合回路，将闭合回路正上方的条形磁铁从高处下落时：（AD ） A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离 C、磁铁的加速度仍为g D、磁铁的加速度小于g 4、如图4-3-12所示，电池的正负极未知，在左侧软铁棒插入线圈过程中，悬吊在线圈右侧的铝环将：（B ） A、 不动 B、 向右运动 C、 向左运动 D、 可能向右运动，也可能向左运动 5、感应电流的磁场一定：（D ） A、阻碍引起感应电流的磁通量 B、 与引起感应电流的磁场反向 C、 与引起感应电流的磁场同向 D、阻碍引起感应电流的磁通量的变化 6、如图4-3-13所示，通电直导线与线圈abcd在同一平面内，则：（BD ） A、线圈向右平动时，感应电流沿adcb方向 B、线圈竖直向下平动，则无感应电流 C、线圈以ab边为轴转动，产生的感应电流沿adcb方向 D、线圈沿垂直纸面方向远离导线，则产生的感应电流沿abcd方向 7、如图4-3-14所示，乙线圈和甲线圈互相绝缘，且乙线圈的一半面积在甲线圈内，当甲线圈中的电流逐渐减弱时，乙线圈的感应电流：（D ）来源:学_科_网 A、 为零 B、 顺时针方向 C、 逆时针方向来源:Z&xx&k.Com D、无法确定 8、如图4-3-15甲所示，当条形磁铁由上向下插入螺线管时，请在图上标出通过电流计的电流方向。如图4-3-15乙所示，当条形磁铁由远