高中物理-楞次定律教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE1PAGE第十章第1讲电磁感应现象楞次定律学习札记教法学法回顾磁场中“磁通量”的概念。磁通量的相关注意事项复习磁通量的意义回顾基础，经典重现探究感应电流的方向与哪些因素有关。经典实验重现，唤醒记忆通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。学生讨论“阻碍“的含义。感应电流的方向阻碍原磁通变化阻碍相对运动阻碍相对运动的具体应用双向磁通量线圈对电流的阻碍作用三定则，一定率的综合应用如何判断电势的高低，思考讨论教师讲解，学生讨论小组讨论后，解答【物理核心素养】1．理解磁通量的概念及其磁通量的变化,建立准确的磁场物质观。2．通过观察实验，利用分析论证、思考归纳的科学思维方法，得出产生感应电流的条件。3．通过小组合作，经历合作探究过程，体会感应电流的方向与哪些因素有关，发现科学探究的乐趣。培养学生实事求是的科学态度。4．通过实验经历物理规律的发现过程，学会使用楞次定律，了解电磁感应在人类科技发展进程中的重要地位。【学习目标】：1、物理观念：了解磁通量等基本概念，会计算磁通量的变化量，会判断产生感应电流的条件。2、科学思维和科学探究：通过例题讲解，一起重新整理知识脉络，从而加深阻碍和变化过程的的理解；同时，通过对练习题的归类分析，解题思路能够更有逻辑性。3、科学态度与责任：通过回顾法拉第和奥斯特的研究过程，培养同学不仅要有好奇心，更要有持之以恒的精神，探索求知的道路漫长而曲折，需要坚持不懈，更要勤于思考。【教学重难点】1、磁通量及其变化；2、感应电流的产生条件；3、楞次定律、右手定则的理解和应用。【教学设计】教学过程一、磁通量1.定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向_____的面积S和B的乘积.2.公式：Φ=___.3.单位：_____,符号:___.4.磁通量是_____(填“标量”或“矢量”).1.公式Φ=BS的适用条件(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的有效面积.2.磁通量的物理意义(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.(2)同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零.3.磁通量“+”、“-”号的意义若规定磁感线沿某一方向穿过某平面的磁通量为正值，则磁感线反向穿过该平面的磁通量为负值.1、如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零，但始终保持不变二、电磁感应现象1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量_________时,电路中有_________产生的现象.2.产生感应电流的条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量_________.(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做___________运动.1.产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势.如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.2.磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，回路面积改变；(2)回路面积不变，磁场强弱改变；(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变.2、在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是()A.a、b两个环B.b、c两个环C.a、c两个环D.a、b、c三个环三、右手定则1、内容：伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内；让_______从掌心进入,并使拇指指向_________的方向,这时四指所指的方向就是_________的方向.2、适用情况：导体___________产生感应电流.MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场，垂直穿过MN、GH所在的平面，则（）A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a四、楞次定律楞次定律1、内容：感应电流的磁场总要_____引起感应电流的_______的变化.2、适用范围：一切电磁感应现象.1、楞次定律中“阻碍”的理解谁在“阻碍”“感应电流的磁场”在阻碍“阻碍”什么阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，不是阻碍引起感应电流的磁通量如何“阻碍”磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，阻碍其减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向一致，即“增反减同”是否“阻止”“阻碍”不是“阻止”，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响2、楞次定律各表述的对比楞次定律原表述感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律推广表述1、阻碍原磁通量的变化2、阻碍相对运动3、使线圈面积有扩大或缩小的趋势4、阻碍原电流的变化(自感现象)3、楞次定律各表述的应用⑴阻碍原磁通量的变化A、分析感应电流的方向原磁场方向向________原磁通增减_________减同增反_________安培定则判断感应电流方向某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是()A．a→→bB．先a→→b，后b→→aC．b→→aD．先b→→a，后a→→bB、判断机械效果如图所示，光滑固定导轨MN水平放置，两根导体棒PQ平行放在导轨上，形成闭合回路．一条形磁铁从上向下迅速接近回路时，可动的两导体棒PQ将（）A．保持不动 B．两根导体相互远离 C．两根导体相互靠近 D．无法判断⑵阻碍相对运动（来拒去留）一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（）A．T1＞mg，T2＞mgB．T1＜mg，T2＜mgC．T1＜mg，T2＜mgD．T1＜mg，T2＞mg⑶通过改变线圈的面积来反抗A、单向磁通，增缩减扩B、双向磁通，增阔减缩如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将()A.向左运动B.向右运动C.静止不动D.因不知道条形磁铁的哪一端为N极，也不知道条形磁铁是顺时针转动还是逆时针转动，故无法判断⑷阻碍原电流的变化（通过线圈的电流不能突变）如图甲所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1<i2．在t1时刻将S断开，那么通过灯泡的电流随时间变化的图象是图乙中的……（）五、三定则一定律的综合应用1、“三定则”与“一定律”的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场磁场对运动电荷、电流有作用力电磁感应部分导体做切割磁感线运动闭合回路磁通量变化2、应用区别关键是抓住因果关系①因电而生磁(I→B)→安培定则；②因动而生电(v、B→I)→右手定则；③因电而受力(I、B→F安)→左手定则A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点2、一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图9－1－4所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时3．均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（）A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转【巩固练习】1．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是()A．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变2．(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动3.(多选)如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是()A．匀速向右 B．加速向左C．加速向右 D．减速向左4.（多选）航母上飞机弹射起飞将利用电磁驱动来实现．电磁驱动原理如图所示：当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去．现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝．闭合开关S的瞬间()A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射楞次定律学情分析学生是教学的对象，是课堂的主体，一切教学活动都是为主体服务的。而一个班的学生，由于基础不一，知识水平和认识水平不同，在接受“楞次定律”这一新鲜事物时，肯定会出现“参差不齐”的现象，因而，为了让尽可能多的学生理解“楞次定律”，大面积提高教学质量，全面提高学生的能力和素质，我们的教学就应该建立在学生的基础上，我们的教学进程就要受到学情的控制。因此，在教学设计时，事先要有充分的思想准备，对于课堂中可能出现的现象（比如学生可能提到的问题等）应采取什么措施，用什么样的手段来有效提高课堂效果。比如说重点班级和普通班级、基础好与基础差等，要事先有一定的了解，做到胸中有数。只有这样，才能做到有的放矢楞次定律效果分析没有一位物理教师不希望自己的课堂精彩，没有一名学生不想在充满生机和活力的氛围中学习，没有一名学生不想在充满愉悦的心情下学习物理，我教过的一些同学跟我讲：“听了您的物理课，我感到物理不再可怕了，恰恰相反，我感到：堂堂有大收获，天天有成功”。要让你教的学生喜欢你，让他们终生无法忘记你，经常回味您上物理课的情景，你就要吃苦耐劳，花大气力搞好教学设计；就要充分地发扬教学民主，营造一个充满生机和活力的物理课堂；就要努力锤炼你的教学语言，努力了解一些和物理教学内容相关的趣闻趣事。一位立志教好物理的朋友，只要不辞辛苦地在这三大方面下功夫，就一定能成为一名优秀的深受学生和学生家长爱戴的物理教师。楞次定律教材分析在教材中的地位作用电磁感应作为联系电场和磁场的纽带,不仅是学过的电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的发现，在科学技术上具有划时代的意义。由于它提示了电和磁之间的深刻联系及规律，使得人类进入了一个充分利用电能的新时代，使人类文明迈进了一大步，因此，本章无论是在知识内容上、还是在生活实践中都具有极其重要的意义。而楞次定律作为判断感应电流方向的一个基本规律，其作用是众所周知的。

2.教材的特点本章教材有一个共同的特点就是以多个实验事实为基础，让学生得出感性认识，再通过理论分析总结出规律，从而形成理性认识。

3.教材的线索本章教材抓住“磁通量的变化及变化率”为核心线索贯穿全章，从感应电动势产生的条件→大小→方向→应用。

4.教材的结构本章分为四个单元：

第一单元是电磁感应现象（条件）；

第二单元是法拉第电磁感应定律（大小）；

第三单元是楞次定律及其应用（方向）；

第四单元是自感（应用）。

结构非常严谨有序。

5.教学目标①认知目标：

1．通过演示实验的观察、分析、总结出楞次定律．

2．能初步理解、应用楞次定律来判定感应电流的方向．

②能力培养目标：

1．通过实验教学，进一步培养学生观察实验，分析、归纳、总结规律的能力．

2．通过对楞次定律中所涉及的电磁场，磁通量变化，感应电流磁场等概念的辨析，培养学生掌握概念和规律及方法相关知识的区别和联系的理解能力．

3．培养观察能力、分析推理能力以及创新意识、发明意识等；

③德育目标：

1．培养学生尊重客观事实，世界是客观的，而人又是具有主观能动性的科学的辩证唯物主义的认识观和世界观。

2．探索性实验符合“实践─认识─再实践─再认识”的规律，通过这个实验使学生形成辩证思维的方法和树立实践第一的观点。

6.教学重点和难点教学重点是楞次定律；教学难点是楞次定律描述及其应用第十章第1讲电磁感应现象楞次定律札记学习目标：物理观念：了解磁通量等基本概念，会计算磁通量的变化量，会判断产生感应电流的条件。科学思维：理解楞次定律、右手定则，并能对楞次定律拓展应用进行归纳总结。科学探究：通过复习楞次定律的实验过程掌握科学探究的方法。【自主学习部分】一、磁通量1.定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向_____的面积S和B的乘积.2.公式：Φ=___.3.单位：_____,符号:___.4.磁通量是_____(填“标量”或“矢量”).1.公式Φ=BS的适用条件(1)匀强磁场.(2)S为垂直磁场的有效面积.2.磁通量的物理意义(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.(2)同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零.3.磁通量“+”、“-”号的意义若规定磁感线沿某一方向穿过某平面的磁通量为正值，则磁感线反向穿过该平面的磁通量为负值.1、如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零，但始终保持不变二、电磁感应现象1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量_________时,电路中有_________产生的现象.2.产生感应电流的条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量_________.(2)特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做___________运动.1.产生电磁感应现象的实质穿过电路的磁通量发生变化,电路中就会产生感应电动势.如果电路闭合,则有感应电流;如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流.2.磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，回路面积改变；(2)回路面积不变，磁场强弱改变；(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变.2、在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是()A.a、b两个环B.b、c两个环C.a、c两个环D.a、b、c三个环三、右手定则1、内容：伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内；让_______从掌心进入,并使拇指指向_________的方向,这时四指所指的方向就是_________的方向.2、适用情况：导体___________产生感应电流.3、MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场，垂直穿过MN、GH所在的平面，则（）A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→cB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a四、楞次定律楞次定律1、内容：感应电流的磁场总要_____引起感应电流的_______的变化.2、适用范围：一切电磁感应现象.1、楞次定律中“阻碍”的理解谁在“阻碍”“感应电流的磁场”在阻碍“阻碍”什么阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，不是阻碍引起感应电流的磁通量如何“阻碍”磁通量增加时，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，阻碍其减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向一致，即“增反减同”是否“阻止”“阻碍”不是“阻止”，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响2、楞次定律各表述的对比楞次定律原表述感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律推广表述1、阻碍原磁通量的变化2、阻碍相对运动3、使线圈面积有扩大或缩小的趋势4、阻碍原电流的变化(自感现象)3、楞次定律各表述的应用⑴阻碍原磁通量的变化A、分析感应电流的方向原磁场方向向________原磁通增减_________减同增反_________安培定则判断感应电流方向4、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是()A．a→eq\o\ac(○,G)→bB．先a→eq\o\ac(○,G)→b，后b→eq\o\ac(○,G)→aC．b→eq\o\ac(○,G)→aD．先b→eq\o\ac(○,G)→a，后a→eq\o\ac(○,G)→bB、判断机械效果5、如图所示，光滑固定导轨MN水平放置，两根导体棒PQ平行放在导轨上，形成闭合回路．一条形磁铁从上向下迅速接近回路时，可动的两导体棒PQ将（）A．保持不动 B．两根导体相互远离 C．两根导体相互靠近 D．无法判断⑵阻碍相对运动（来拒去留）6一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（）A．T1＞mg，T2＞mgB．T1＜mg，T2＜mgC．T1＜mg，T2＜mgD．T1＜mg，T2＞mg⑶通过改变线圈的面积来反抗A、单向磁通，增缩减扩B、双向磁通，增扩减缩7如图所示，在条形磁铁从图示位置绕O1O2轴转动90°的过程中，放在导轨右端附近的金属棒ab将()A.向左运动B.向右运动C.静止不动D.因不知道条形磁铁的哪一端为N极，也不知道条形磁铁是顺时针转动还是逆时针转动，故无法判断⑷阻碍原电流的变化（通过线圈的电流不能突变）8.图甲所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，且i1<i2．在t1时刻将S断开，那么通过灯泡的电流随时间变化的图象是图乙中的……（）五、三定则一定律的综合应用1、“三定则”与“一定律”的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场磁场对运动电荷、电流有作用力电磁感应部分导体做切割磁感线运动闭合回路磁通量变化2、应用区别关键是抓住因果关系①因电而生磁(I→B)→安培定则；②因动而生电(v、B→I)→右手定则；③因电而受力(I、B→F安)→左手定则A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点10.长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动．M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关．下列情况中，可观测到N向左运动的是()A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时【课后巩固练习】1．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是()A．FN先大于mg，后小于mgB．FN一直大于mgC．Ff先向左，后向右D．线圈中的电流方向始终不变2．(多选)如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动3.(多选)如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D相连接的平行导轨，要使放在线圈D中的线圈A(A、D两线圈同心共面)各处受到沿半径方向指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是()A．匀速向右B．加速向左C．加速向右D．减速向左4.（多选）航母上飞机弹射起飞将利用电磁驱动来实现．电磁驱动原理如图所示：当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去．现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝．闭合开关S的瞬间()A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射5、自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论物理学家还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据．近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了