高中物理 {4楞次定律}教学设计(二)新人教版选修3

1 教学设计教学设计 二二 教学分析 楞次定律是电磁学中的一条重要的物理规律 是中学物理教材中的重点和难点 也是 高考中必考的一个知识点 它反映了电磁感应现象中感应电流的产生机理和感应电流的行 为 也体现了电磁感应现象中的能量转化规律 由于本节课的内容需要学生将有关 场 的概念从 静态场 过渡到 动态场 变化的磁场 所以 对学生的认识能力要求发 生了一个比较大的飞跃 而且规律的叙述比较拗口 因此 学生在理解 归纳和总结等方 面会感到比较困难 而应用其解决问题的难度就会更大一些 本节内容的课程标准是 通过探究 理解楞次定律 所以 在本节课的教学中要充分 调动学生学习的积极性 充分发挥学生的主体作用 使全体学生积极参与到教学中来 努 力做好探究实验 并且仔细观察实验现象 从中认真总结出存在的物理规律 教学目标 1 理解楞次定律的内容 能运用楞次定律判断感应电流方向 解答有关问题 2 理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反应 3 掌握右手定则 认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式 4 体验楞次定律实验探究过程 提高分析 归纳 概括及表述的能力 教学重点难点 探究楞次定律的过程以及总结楞次定律的内容 教学方法与手段 以探究实验为先导 引领学生在分析实验现象的基础上 通过合作学习 归纳总结出 感应电流的磁场与原磁场及其磁通量的变化之间的对应关系 进而概括总结出楞次定律的 内容 教学准备 线圈 电流表 磁铁 电池 开关 滑动变阻器 导线等 教学过程 导入新课 图 1 事件 1 教学任务 创设情景 导入新课 师生活动 让学生将仪器按如图 1 所示的电路连接好 演示 分别将条形磁铁的 N 极插入线圈 拔出线圈 观察电流表的指针偏转方向 再分别将条形磁铁 S 极插入线圈 拔出线圈 观察电流表的指针偏转方向 观察并思考 分别将条形磁铁 N 极插入线圈 拔出线圈时电流表指针偏转的方向与分 别将条形磁铁 S 极插入线圈 拔出线圈时电流表指针的偏转方向有什么不同 引入新课 根据观察到的现象 引导学生针对产生的感应电流方向提出问题 然后将 学生提出的问题归纳为 感应电流的方向与哪些因素有关 怎样判断感应电流的方向 2 进而引出本节课题 楞次定律 新课教学 事件 2 教学任务 提出猜想与假设 讨论并猜测 根据事件 1 演示中观察到的现象 猜想感应电流的方向可能跟哪些因素 有关 知识回顾 感应电流的产生与什么因素有关 问题引导 感应电流的方向是否也与磁通量的变化有关 学情预测 学生讨论后 总结归纳出影响感应电流方向的有关因素可能有两个 磁通 量的变化及原磁场的方向 事件 3 教学任务 设计探究方案 师生活动 设计并交流 对学生提出要求 在学生明确了实验探究的目的后 就可以根据提出 的猜想和已有的知识 自行确定实验原理 并设计自己的实验方案 而且与同组同学交流 自己的设计方案 交流讨论后进一步修改 完善设计方案和探究方法 学情预测 学生讨论后的方案不外乎以下四种情况 事件 4 教学任务 感应电流方向的判断 师生活动 问题引导 电流方向通过灵敏电流表指针偏转方向来显示 故应先判别电流方向与灵 敏电流表指针偏转方向之间的关系 如何判别 思考并讨论 同学根据已有知识 思考并相互讨论判别电流方向与灵敏电流表指针偏 转方向之间关系 学情预测 学生思考交流后基本会得到以下方法 判别指针偏转与电流方向间关系 学生实验 按照以上两种电路图连接线路 进行判断并进行记录 事件 5 教学任务 进行实验与收集数据 师生活动 分组实验 1 根据事件 4 中的方法确定指针偏转方向与电流方向间的关系 2 根据事件 2 中设计的甲 乙 丙 丁四个方案分别进行实验 引导学生设计类似制 作下列表格 并将实验及记录情况填入 序号甲乙丙丁 3 操作 原磁场的方向 原磁场磁通量的变化 感应电流的方向 感应电流磁场的方向 感应电流磁场与原磁场方 向的关系 结论 感应电流方向跟磁通量的变化及原磁场的方向有关 事件 6 教学任务 分析现象 寻找感应电流方向与原磁场方向及磁通量变化之间的规律 师生活动 问题引导 1 根据记录的现象 能否分析得出感应电流的方向与原磁场的方向及磁通 量变化间的规律 2 如果不能直接找到感应电流与原磁场及磁通量变化之间的规律 是否可以在相同的 物理量之间寻找规律 即找感应电流产生的磁场与原磁场及其磁通量变化之间的规律 讨论总结 寻找感应电流产生的磁场与原磁场及其磁通量变化之间的规律 结论 磁通量增加时 感应电流的磁场方向总跟原磁场方向相反 增则反 磁通量减 少时 感应电流的磁场方向总跟原磁场方向相同 减则同 事件 7 教学任务 抽象概括 总结规律 师生活动 思考与讨论 增则反 减则同 说明感应电流所产生的磁场对在产生感应电流 的过程中对原磁场的磁通量的变化起了什么样的作用 问题提示 增则反 减则同 是否可以把这一关系概括为 阻碍 变化 结论 感应电流具有这样的方向 即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 这就是楞次定律 事件 8 教学任务 深化理解 巩固提高 问题引导 从感应电流磁场方向跟原磁场方向的关系理解 阻碍 的含义 从磁铁跟线圈相对运动的角度 理解阻碍的含义 从能量转化的角度理解 阻碍 的含义 思考与讨论 引导学生从不同方面思考讨论 阻碍 的含义 结论 从感应电流的磁场方向跟原磁场方向的关系理解 阻碍 的含义 增则反 减则 同 从磁铁跟线圈相对运动的角度 理解阻碍的含义 磁铁跟感应电流间的相互作用力 总是阻碍它们间的相对运动 即 来则拒 去则留 从能量转化的角度理解 阻碍 的含义 通过这种 阻碍 作用 把其他形式的能 量转化为电能 阻碍 正是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现 事件 9 4 教学任务 右手定则 问题引导 对导体切割磁感线的情况也可以用右手定则判断感应电流的方向 应该怎 样使用 分析与讨论 结合左手定则判断安培力的方法和上题中用楞次定律判断出的感应电流 的方向 分析总结右手定则的使用方法 结论 伸开右手 使拇指与其余四指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线 从手心进入 并使拇指指向导线运动的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 课堂训练 如图 导体棒放在匀强磁场中 当导体棒 AB 匀速向右运动时 判断 AB 棒中感应电 流的方向及灵敏电流表指针偏转方向 电流从哪侧进 指针往哪侧偏 答案 答案 由 A 到 B 向左偏 总结 学生自主总结运用楞次定律解题的思路 1 确定引起感应电流的磁场的方向 原磁场方向 2 分析引起感应电流的磁通量的变化 原磁通量变化 3 利用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向 感应磁场方向 1 原磁通量增加 感应磁场与原磁场方向相反 2 原磁通量减少 感应磁场与原磁场方向相同 4 用安培定则确定感应电流的方向 课堂巩固与反馈 事件 10 教学任务 形成性测试 学生独立完成 时间 4 分钟 1 根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 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 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D 与引起感应电流的磁场方向相同 2 如下图所示 要使 Q 线圈产生图示方向的电流 可采用的方法有 A 闭合电键 K B 闭合电键 K 后 把 R 的滑片向右移 C 闭合电键 K 后 把 P 中的铁芯从左边抽出 D 闭合电键 K 后 把 Q 靠近 P 3 如下图所示 当开关 S 由 1 搬至 2 通过电阻 R 的感应电流的方向 5 A 由 a b B 由 b a C 先由 a b 后由 b a D 先由 b a 后由 a b 4 如下图所示 平行导体滑轨 MM NN 水平放置 固定在匀强磁场中 磁场的 方向与水平面垂直 方向向下 滑线 AB CD 横放其上并静止 形成一个闭合电路 当 AB 向右滑动的瞬间 电路中感应电流的方向及滑线 CD 受到的磁场力的方向分别为 A 电流方向沿 ABCD 受力方向向右 B 电流方向沿 ABCD 受力方向向左 C 电流方向沿 ADCB 受力方向向右 D 电流方向沿 ADCB 受力方向向左 5 如图所示 有一弹性金属环 将条形磁铁插入环中或从环中拔出时 环所围面积变 化情况是 A 插入环面积增大 拔出环面积减小 B 插入环面积减小 拔出环面积增大 C 插入或拔出 环面积都增大 D 插入或拔出 环面积都减小 答案 答案 1 C 2 AD 3 B 4 C 5 B 课堂小结 事件 11 教学任务 引导学生从知识 方法 情感三个方面小结本节课的学习活动 使学生认 识到 楞次定律反映了感应电流的磁场方向与原磁场方向之间的关系 磁场对感应电流受 到的安培力与相对运动之间的关系和电磁感应现象中的能量转化关系 布置作业 1 复习本节教材 2 完成教材课后问题与练习 思考与练习 1 如下图所示 要使电阻 R1上有 a b 的感应电流通过 则应发生在 A 合上 K 时 B 断开 K 时 C K 合上后 将变阻器 R 滑动头 c 向左移动 D K 合上后 将变阻器 R 滑动头 c 向右移动 6 2 如下图所示 矩形闭合金属框 abcd 的平面与匀强磁场垂直 若 ab 边受竖直向上的 磁场力的作用 则可知线框的运动情况是 A 向左平动进入磁场 B 向右平动退出磁场 C 沿竖直方向向上平动 D 沿竖直方向向下平动 3 如下图所示 线框 ABCD 和 abcd 可分别绕竖直轴转动 当线框 abcd 绕轴逆时针 转动 俯视 下同 则 开始时两线圈同平面 A 绕框 ABCD 有感应电流 方向 ABCDA 线框顺时针转动 B 感应电流方向为 ABCDA 线框逆时针转动 C 感应电流方向为 ADCBA 线框顺时针转动 D 感应电流方向为 ADCBA 线框逆时针转动 4 如下图所示 通电直导线旁放有一闭合线圈 abcd 当直导线中的电流 I 增大或减小 时 A 电流 I 增大 线圈向左平动 B 电流 I 增大 线圈向右平动 C 电流 I 减小 线圈向左平动 D 电流 I 减小 线圈向右平动 5 位于载流长直导线近旁的两根平行光滑铁轨 A 和 B 与长直导线平行且在同一水 平面上 在铁轨 A B 上套有两段可以自由滑动的导体 CD 和 EF 如下图所示 若用力使 导体 EF 向右运动 则导体 CD 将 A 保持不动 B 向右运动 C 向左运动 D 先向右运动 后向左运动 6 M 和 N 是绕在一个环形铁芯上的两个线圈 绕法和线路如下图 现将开关 S 从 a 处断开 然后合向 b 处 在此过程中 通过电阻 R2的电流方向是 7 A 先由 c 流向 d 后又由 c 流向 d B 先由 c 流向 d 后由 d 流向 c C 先由 d 流向 c 后又由 d 流向 c D 先由 d 流向 c 后由 c 流向 d 7 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 如下图所示 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 则导线的运动可能是 A 匀速向右运动 B 加速向右运动 C 匀速向左运动 D 加速向左运动 8 如下图所示 导线框 abcd 与导线在同一平面内 直导线通有恒定电流 I 当线框由 左向右匀速通过直导线时 线框中感应电流的方向是 A 先 abcd 后 dcba 再 abcd B 先 abcd 后 dcba C 始终 dcba D 先 dcba 后 abcd 再 dcba E 先 dcba 后 abcd 9 如下图所示 在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框 abcd 磁铁和线框都可以绕 竖直轴 OO 自由转动 若使蹄形磁铁以某角速度转动时 线框的情况将是 A 静止 B 随磁铁同方向转动 C 沿与磁铁相反方向转动 D 要由磁铁具体转动方向来决定 答案 答案 1 AC 2 A 3 B 4 BC 5 B 6 C 7 D 8 D 9 B 板书设计 8 4 楞次定律 一 楞次定律 1 感应电流具有这样的方向 即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 这就是楞次定律 2 对 阻碍 的理解 1 感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化 2 感应电流受到的安培力阻碍导体的相对运动 3 把其他形式的能转化为电能 3 使用方法 1 明确原磁场的方向 2 分析磁通量的变化 3 确定感应电流的磁场方向 4 确定感应电流的方向 二 右手定则 伸开右手 使拇指与其余四指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从手心进 入 并使拇指指向导线运动的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 活动与探究 课题 了解漏电保护器的工作原理 了解电磁感应原理在生活中的应用 过程 上网查找资料 收集有关漏电保护器的工作原理图 结合本章教材所学知识 理解并解释其中的电磁感应原理 进而了解电磁感应现象在工农业生产和生活中的具体应 用 设计说明 本节课为实验探究课 教学过程中应尽力培养学生发现问题 提出问题 分析问题 解决问题的能力 而发现问题源于对现象的认真观察 提出问题则源于对新现象的质疑 通过提出猜想的过程 一是培养学生在已有知识的基础上进行初步的判断 合理的推测并 提出假说的能力 这也是科学探究的重要步骤 二是通过猜想 为下一步的研究确定方向 克服了研究的盲目性 通过前两节课的学习 学生设计研究感应电流方向的实验并不困难 通过讨论也容易 设计出实验的方案 在设计实验记录表时 可能会遇到一些困难 教师可加以指导 点拨 以使设计的实验记录表有助于学生分析现象 发现规律 制订计划和设计实验的环节 引导学生根据提出的猜想和实验目的思考实验原理 按 照实验原理确定实验装置 根据实验装置选取实验器材 制订实验方案 确定实验程序和 步骤 这是设计实验的基本思路 制订计划和设计实验的过程中 充分培养学生交流与合 作的意识 体现团队精神 通过本组同学间及各组间的讨论 使实验方案更趋合理 更加 优化 在总结规律的过程中 学生很难直接找出感应电流方向跟原磁场方向及磁通量变化的 关系 教师可以通过适当设问 启发学生寻找相同的物理量之间的关系来找到突破口 让 学生从研究感应电流方向跟原磁场方向及磁通量变化的关系 转移到研究感应电流的磁场 方向跟原磁场方向及磁通量变化之间的关系上 从而体验这种 山重水复疑无路 的感觉 9 才能真正感受改变分析角度后发现规律的那种 柳暗花明又一村 的喜悦 在上述总结过程中 巧妙地用 磁通量的变化 把各种引起感应电流的情况统一