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1、高中物理教学设计案例楞次定律感应电流的方向【课程标准要求】 通过实验探究，总结归纳出楞次定律。能正确理解楞次定律中“阻碍”的含义。【教学内容分析】本节课为人教版新课标教材高二物理选修3-2第二章第三节。内容讲述的是感应电流方向的规律。通过引导学生利用高中已学过的知识，较为深入地研究电场、磁场的统一性，在高中物理教学内容中，场是物质存在的另一种形式。而在本章的学习研究中学生将通过对电场和磁场的学习来加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识，因此电磁场的内容也是高中物理核心内容的一部分。电磁感应一章的内容展示了不同运动形式之间的联系，以之前的电场和磁场的知识为基础，通过奥斯特的“电生磁”与法拉
2、第的“磁生电”展开介绍“电”与“磁”的关系。本章中法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中的重要定律，前者判定感应电动势的大小，后者判定感应电流的方向，二者前后关联，反映了电磁感应现象规律的多样性和复杂性。楞次定律是电磁感应这一章的重要内容，通过探究正确理解楞次定律，既可以进一步理解电磁感应定律，又可以加强对“电”与“磁”的关系以及能量守恒的理解，学好楞次定律是学习法拉第电磁感应定律的基础，也是为分析交变电流的产生过程作必要的知识储备，同时它对以后电磁波和电磁场的学习以及对麦克斯韦理论的了解也有重要基础铺垫作用，因此在知识结构上有“承上启下”的作用，在整个高中物理的知识体系中占有重要的地位。新课
3、标人教版教材指明了教学的方向，提倡学生经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方式方法研究物理问题，验证物理规律。但在探究的细节和过程上，留给了教师和学生广阔的思考设计空间，有助于激发创新思维，寻找新方法，提出新问题，得出新结论，体现新课程的教学理念。【学情分析】知识层面：通过本章第一节第二节知识的学习，学生已经知道了产生感应电流的条件和安培定则、右手螺旋定则等基础知识，初步掌握了研究电磁感应现象实验中的相关技能。能力层面：高二的学生通过初中、高中一年多的物理学习，已经具备了一定的观察分析能力、实验能力，探究能力以及逻辑思维能力，通过立体几何和磁场部分的学习，对三维空间已有一定
4、程度的认识，但尚不能熟练掌握分析相关问题。心理特点：好奇心强是中学生的心理特征之一，可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣，从而提高学生的观察能力，培养他们的思维能力。不足之处：学生对“电生磁”和“磁生电”进行抽象的思维和空间的想象以及相关的电流和磁场方向的判断仍有困难。【教学目标】1、 知识与技能a）通过实验探究得出感应电流与磁通量变化的关系，并会叙述楞次定律的内容。b）通过实验过程的回放分析，体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义，感受“磁通量变化”的方式和途径。c）通过实验现象的直观比较，进一步明确感应电流产生的过程仍遵循能量转化和守恒定律2、 过程与方法a）通过观察实验，让学生体验
5、电磁感应现象中感应电流存在方向问题。b）引导学生尝试用所学的知识，设计感应电流方向的指示方案，并亲自动手实验操作。c）引导学生关注实验现象的个性，找出实验现象的共性，并总结出规律，培养学生抽象思维能力和创新思维能力。3、 情感态度价值观热情：在实验设计，操作过程中逐步积蓄探究热情，培养学生勇于探究的精神；参与：通过分析讨论，引导学生完成实验，养成主动参与科学研究的良好学习习惯；交流：在自由开放平等的探究交流空间，能互相配合，互相鼓励，友好评价，和谐相处。哲学思考：能够用因果关系和矛盾论的辩证观点认识楞次定律；【重点难点】重点：楞次定律学生探究实验设计和引导学生进行实验结果的总结。难点：感应电流
6、激发的磁场与原来磁场之间的关系，定律内容表述中“阻碍”二字的理解。【教学策略和手段】“教无定法，贵在得法”，有效的教学方法是取得良好的教学效果的保证。依据新课标以学生为主体提倡探究式学习的教育理念。本课主要采用以下教法：实验演示法、探索发现法、讲解法以及归纳法，在教师引导下，学生通过自主探究法、问题讨论法以及比较总结法来总结出楞次定律。力争做到“三动”，即 “全动、互动、主动”，充分强调学生学习的积极性、主动性，使学生在参与过程中自主学习，获得知识，通过实验研究培养创新意识和创新能力。 【设计思想】本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放
7、在教学的主体地位，让学生参与讨论，让学生设计实验，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”，结合学生实验引导学生探究总结楞次定律的内容，把规律的得出过程和方法放在首位，把学生的情感价值体验放在重要位置。总体教学布局如下表：整体处理感应电流方向指示实验设计呈现实验感应电流的方向如何确定电流计偏转指示发光二极管指示方案设计数据采集条形磁体插入拔出闭合线圈方形线圈单边切割磁感线个性分析，共性归纳楞次定律的哲学思考局部并行处理局部并行处理【教学资源与准备】教师用：多媒体课件，固定有线圈的小车，强磁铁，楞次定律实验版（铜管，塑料管），固定在
8、电路板上的两个反向并联的发光二级管以及大线圈学生用：反向并联的发光二极管，大小螺线管（一套），闭合线圈，强磁铁，导线，微安表【教学过程】 一、实验引入，激发探究的欲望。师（演示）：（趣味实验能成功的吸引学生的注意力，清晰的实验现象也为后续总结阻碍做好铺垫）小车实验：磁铁与闭合线圈相对运动产生感应电流展示。自制实验教具：将闭合线圈固定在小车上，让强磁铁分别靠近和远离线圈，引导学生观察线圈和磁铁的相对运动情况。提问：小车为什么会如此“叛逆”呢？师（演示）：课本所用演示实验，用方形线圈在磁场中来回切割，导致灵敏电流计的指针左右来回摆动。问：大家是否注意到，不同的切割方向，回路中产生的感应电流的方向是
9、不同的。那么，感应电流的方向由那些因素决定？遵循什么规律？我们需要通过实验来探究这个问题。二、学习新知，开始探究过程。1、教师启发，完成电流方向的指示设计师：通过以上实验，我们发现主要问题是感应电流的方向问题，我们首先要做的什么呢？生：感应电流方向的指示。师：如何指示呢？有那些实验器材可以被我们所利用？生：（学生独立自主分析并进行总结）学生的回答可能有以下两种情况：A：利用电路改装实验中的表头，没有电流时，指针在表盘的中央，当电流从不同的接线柱流入时，指针的偏转方向不一样，我们可以根据指针的偏转方向判定电流的输入方向。B：利用发光二极管的单向导电性，将二极管串连接入闭合回路，当二极管发光，表明
10、感应电流的方向与二极管的导流方向一致。（学生所学知识得到了应用，能力得到了体现，激发了学习热情）师：该设计怎样的电路来查明电流方向与电表接线柱，或者是电流方向与二极管发光的关系？生：（同学之间交流，共同完成设计，对不同的结果给予适当的可行性评价）请学生展示自己的研究成果。师：（从同学的设计中，找到最佳合理设计）如图所示：师：将学生分为8个小组，每组依据这些器材，在教师的指导下，进行探究！在探究之前，请学生互相讨论这几个问题：（1）怎样获得感应电流？（2）磁通量的改变有哪几种情况？（3）如何描述感应电流磁场，以及它产生的阻碍作用？2、教师主导，完成实验方案设计和数据收集师：假如让你来研究被污染河
11、水的治理方案，那你第一步要做什么？生：取来样品分析师：我们要研究感应电流的方向，接下来该干什么呢？生：连接闭合回路，让磁通量发生变化，产生感应电流，并用相应的仪器来指示师：可以设计那些方案来实现呢？生：（交流互动，依据电磁感应现象，可能性最大的两种设计如下图所示）师：请大家利用小组内的器材，选择一种电路，连接器材并完成实验结果记录（两种方案，设计两种学案）（在这一环节，需要学生注意磁极的方向和螺线管的环绕方向）学生报告自己研究的磁极方向和螺线管绕线方向的关系。师：（多媒体结果显示）教师启发：根据实验结果，你能直接说出感应电流的方向由那些因素决定吗？我们知道，穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路种
12、形成感应电流，而感应电流本身也能产生磁场，我们能否通过一个“中介”感应电流的磁场，把引起磁通量变化的磁场和感应电流的方向联系起来？生：（对不同的实验方案，在黑板上续填实验记录）方案甲乙相对运动的变化情况感应电流方向感应磁场对原磁场的作用结论3、师生共同分析，从个性中找出共性，总结规律（先由小组汇报的结果，并给予积极的评价）教师引导：产生感应电流的条件是什么：生：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化。师：请大家总结一下，磁通量的变化存在几种情况？生：两种，增加和减少师：我们来看，当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，“削弱”磁通量的增加；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向，“弥补”磁通
13、量的减少；通俗的讲，磁通量增加不行，磁通量减少也不行，用一句话可以怎样来描述呢？生：“感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。多媒体显示：“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，这就是楞次定律”运用楞次定律解释“小车实验”，做到前后呼应！要判断导体切割磁感线时感应电流方向需要用右手定则即伸出右手，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，让磁感线从掌心进入，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。这就是判断导体切割磁感线时感应电流方向的右手定则4、逐层深入 突破难点要完全理解并且应用楞次定律：需要学生注意四
14、个难点问题：1、谁阻碍谁？2、阻碍什么？3、如何阻碍？4、何为阻碍？5总结方法 应用提高总结方法：四步走明确研究对象是哪一闭合回路该电路磁通量如何变化穿过该电路的磁场方向如何判断感应电流磁场方向判断感应电流方向根据楞次定律根据右手螺旋定则6 随堂演练：P12 例题2 及时练习，及时反馈，提高教学质量，帮助学生加深对楞次定律的理解，活学活用，学以致用。7课后思考：展示一个有趣的“落管”实验，两个完全相同的小磁铁在长度相同的塑料管和铜管中的下落过程是不同的。让学生思考到底是什么阻碍了铜管中小磁铁的下落。作为学生课后研究课题，培养学生的自我学习习惯，体现出教学三维目标。三、课堂小结，楞次定律的哲学思
15、考师：在人为外界的影响下，导致了穿过闭合回路的磁通量发生了变化，而感应电流的效果是阻止这种变化的产生，一个求变，一个追求不变，所以他们之见是有矛盾的，也从一个角度验证了“矛盾是普遍存在的”这一唯物主义的观点。师：这对矛盾具体体现在哪里呢？生：当穿过闭合回路的磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场相反；当穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向。即“增反减同”。阻碍师：请学生读楞次定律的内容。激发产生然后完成因果链，强调“阻碍”二字的含义。 I感 B感四 板书设计 4.3 楞次定律三理解和运用 1增反减同 2四步走 练习 一楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。vS
