高中物理：楞次定律教案人教版（选修3-2）

4 34 3 楞次定律楞次定律 教学目标教学目标 1 知识与技能知识与技能 1 理解楞次定律的内容 2 能熟练应用楞次定律判定感应电流方向 3 掌握右手定则 并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式 4 理解楞次定律中 阻碍 二字的含义 2 过程与方法过程与方法 1 通过观察演示实验 探索和总结出感应电流方向的一般规律 2 通过实验教学 感受楞次定律的实验推导过程 培养学生观察实验 分析 归纳 总结物理规 律的能力 3 情感态度与价值观情感态度与价值观 1 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法 2 让学生参与问题的解决 培养学生科学的探究能力和合作精神 教学重点教学重点 楞次定律的理解及实际应用 教学难点教学难点 理解楞次定律 阻碍 的含义 教学方法教学方法 实验法 探究法 讨论法 归纳法 教具准备教具准备 灵敏电流计 干电池 线圈 外面有明显的绕线标志 导线若干 条形磁铁 线圈 教学过程教学过程 一 复习提问 1 要产生感应电流必须具备什么样的条件 答 穿过闭合回路的磁通量发生变化 就会在回路中产生感应电流 2 磁通量的变化包括哪情况 答 根据公式 BS sin 是 B 与 S 之间的夹角 可知 磁通量 的变化包括 B 的变化 S 的变 化 B 与 S 之间的夹角的变化 这些变化都可以引起感应电流的产生 二 引入新课 1 问题 1 如图 已知通电螺线管的磁场方向 问电流方向 答 由右手螺旋定则 安培定则 可知 电流从右边出 左边进 电 流为逆时针方向 B 2 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 B 变大 逆时针 B 变小 顺时针 3 感应电流不是个好 孩子 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 三 进行新课 1 1 介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考 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 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 学生探究 研究感应电流的方向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 螺 线 管 灵 敏 电 流 计 G 5 学生带着问题分组讨论 问题问题 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阻碍引起感应电流的磁通量的变化变化 概括 2 感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗反抗 或阻碍阻碍 原磁通量的变化变化 概括 3 感应电流的效果总是反抗反抗 或阻碍阻碍 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 增反减同结论 增反减同 展示多媒体课件再次看看多媒体模拟的电磁感应中感应电流的产生过程 投影展示楞次定律内容及其理解 4 楞次定律 楞次定律 感应电流的方向感应电流的方向 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 感应电流方向感应电流方向磁通量的变化磁通量的变化磁铁磁场磁铁磁场方向方向 感应电流的感应电流的 磁场磁场方向方向 甲图甲图逆时针 向下向下 向上向上 乙图乙图顺时针 增增 加加 向上向上 向下向下 丙图丙图顺时针 向下向下向下向下 丁图丁图逆时针 减减 少少 向上向上向上向上 老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 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 5 楞次定律的特例 楞次定律的特例 闭合回路中部分导体切割磁感线闭合回路中部分导体切割磁感线 问题 1 当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化 从而使回路中产生感应电 I 流 这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢 可以用 楞次定律判断电流的方向吗 答 当然可以用楞次定律来判断感应电流的方向 如果导体 棒 ab 向右运动 则由楞次定律可知 穿过闭合回路的磁通 量增加 则感应磁场就要与原磁场方向相反 即感应磁场方向向外 所以感应电流的方向为 a d c b a 问题 2 用楞次定律判断感应电流的过程很复杂 能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部 分导体切割磁感线产生的电流的方向呢 答 有简单的方法 如果我们仔细研究电流 I 的方向 原磁场 B 的方向 导体棒运动的速度 v 的方 向 就能找出一种方法 右手定则 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 P13 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 6 巩固练习 巩固练习 例 1 为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流 例 2 如图所示 平行金属导轨的左端连有电阻 R 金属导线框 ABCD 的两端用金属棒跨在导轨 上 匀强磁场方向指向纸内 当线框 ABCD 沿导轨向右运动时 线框 ABCD 中有无闭合电流 电阻 R 上有无电流通过 课堂小结课堂小结 1 楞次定律的内容 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 G I 2 判定感应电流方向的步骤 3 右手定则确定感应电流的方向 板书设计板书设计 4 3 楞次定律楞次定律 一 楞次定律的内容 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 磁通量的变化 二 楞次定律的理解 1 阻碍 的含义 阻碍 的现象 当穿过回路的磁通量增大时施感磁场与感应电流磁场的方向相反 当穿过回路的磁通量减小时施感磁场与感应电流磁场的方向相同 概括为 增反减同 劫富济贫 阻碍 的含义 阻碍变化 阻碍 的结果 不会出现使原来的变化出现相反的情况 它只是延缓 了这种变化 2 注意区分产生感应电流的 原磁场 和感应电流的磁场 三 楞次定律的运用 1 解题步