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1、物理教案楞次定律及其应用 教学目标 知识目标 理解楞次定律的内容, 初步掌握利用楞次定律判断感应 电流方向的方法; 能力及情感目标 通过学生实验,培养学生的动手实验能力、分析归纳能 力; 通过对科学家的介绍,培养学生严肃认真,不怕艰苦的 学习态度 从楞次定律的因果关系,培养学生的逻辑思维能力 从楞次定律的不同的表述形式,培养学生多角度认识问 题的能力和高度概括的能力 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 化情况、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
2、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,先让学生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,让学 生顺利地用右手定则判断出感应电流的方向,马上在原题的 基础上变切割为磁场增强,在此设疑:用这种方法改变磁通 量所产生的感应电流,还能用右手定则判断吗?如果不能, 我们应该用什么方法判断呢?使学生带着疑问进入新课教 学中去 在新课教学部分,充分运用学生实验和媒体资源分析相 结合的教学方法,帮助学生自己发现规律,了解规律
3、,所设 计的软件紧密联系实验过程,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 利用软件演示和教师讲解相结合的方法帮助学生理解“阻 碍”和“变化” 的含义, 然后重现刚才学生实验的动态过程, 让学生自己总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤, 并提供典型例题,通过形成性练习,使学生会应用新知识解 决问题 在对定律的深化部分,将演示实验、学生讨论、软件演 示有机的结合起来,使学生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
4、现教学过程和效果的 优化为宗旨 , 采用计算机模拟动态演示、学生实验讨论、教 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 - 方案 一、教学目标 理解楞次定律的内容 理解楞次定律和能量守恒相符合 会用楞次定律解答有关问题 通过实验的探索,培养学生的实验操作、观察能力和分 析、归纳、总结的逻辑思维能力 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: 计算机、电视机; 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
5、 六、教学过程: 复习: 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,并判断闭 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学生思考: 如果用其它 方式改变磁通量,从而产生感应电流,如何判断感应电流的 方向呢? 新课教学 通过旧知识给出新结论: 即利用右手定则判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; 当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同 学生实验:实验内容见附表一 实验准备 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
6、绕向 通过学生分析实验结果和电脑的演示, 使学生发现自己 的实验结果与上述结论相一致 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,我们再来根据实验的结果来得出判断感应 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,如果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 原磁通量变化情况 感应电流方向 感应电流磁场方向 与方向的关系 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 楞次定律内容的教学部分: 通过前人所做实验的大量性来说明此结论的普遍性 通过电脑软件模拟实验过程, 进一步分析实验的结论,
7、根据实验现象所反映的物理本质的规律,请学生得出确定感 应电流方向的具有普遍意义的规律并加以叙述,教师予以评 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 通过电脑演示, 使学生进一步理解“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
8、磁通量减少时,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 电流的磁通量的减少; 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 楞次定律的应用教学部分: 通过软件教学模拟实验过程, 并加以引导, 使学生独立 思考: 总结出利用楞次定律判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,判断感应电流的方向 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,判断感应电流的方向 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
9、增强时,B 中的感应电流方向如何? 定律的深化部分: 楞次定演示器进行演示实验引起学生的思考 通过学生的讨论和电脑软件的演示对实验现象进行分 析, 得到实验现象产生的原因 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具体 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 速度逐渐减小,即动能要减少;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
10、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 理判断得出的方向相反,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,这显然与自然界最基本的规律之 一能量守恒定律相违背 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 板书设计 : 楞次定律及其应用 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: 判断感应电流方向的步骤: 确定原磁场方向; 判断穿过闭合电路磁通量的变化情况; 根据楞次定律判断感应电流的磁场方向; 根据安培定则判断感应电流的磁场方向