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视频课题:高中物理人教版选修3-2第4章第三节楞次定律_山东省优课
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高中物理人教版选修3-2第4章第三节楞次定律_山东省优课
楞次定律教学设计
一、教学目标 知识与技能
(1)理解楞次定律;
(2)掌握利用楞次定律判断感应电流方向的基本方法。 过程与方法
(1)通过自主学习与实验探究的方法,培养学生分析、观察和操作
实验的能力;
(2)让学生自己总结、归纳出楞次定律,培养学生概括问题的能力。 (3)通过实例分析,培养学生应用知识解决实际问题能力。 情感态度与价值观
通过实验探究,激发学生学习自然科学的兴趣,培养学生实事求是的科学态度和追求真理的精神。 二、教学重点和难点
重点:理解楞次定律和楞次定律的简单应用。 难点:理解楞次定律。 三、学生课前学习活动设计
分小组在实验室观察条形磁铁插入和拔出楞次环的过程中环的反应,猜测环中感应电流方向的特征。 四、教学过程:
(一)创设情境,提出问题
师:为了验证大家的判断我把灵敏电流计和一个大线圈连成闭合电路, 然后把条形磁铁插入和拔出,请大家注意观察。
生:两次向不同方向偏转,说明感应电流方向不同。
师:这说明在不同情况下产生的感应电流的方向是不同的。那么,感应电流的方向应该由哪些因素决定呢?应该遵循什么规律呢?今天我们就一起通过实验来探究一下。 (二)科学猜想,实验探究
师:从刚才的实验现象,再结合感应电流的产生条件,大家想一想,在一个确定的闭合电路中,感应电流的方向应该与哪些因素有关呢? 生:磁铁的运动方向,„„
探究一:判别电流计指针偏转与电流方向间的关系
师:很好,下面我们就利用这套装置研究他们之间的关系,我给大家准备了灵敏电流计。现在还有一个问题,我们通过灵敏电流计指针的偏转可以看出感应电流的方向变了,可是你能说出指针向右偏的时候,电流是从哪个接线柱流入的吗?能不能想个办法解决这个问题。 生:利用电池和灵敏电流计串联起来,试触法。
师:很好,电池的正负极是已知的,我们就可以找到电流计指针偏转和电流方向之间的关系了。但是灵敏电流计允许通过的最大电流很小,直接把电池和灵敏电流计相连是有危险的,我们还要串接上滑动变阻器,下面大家就按照大屏幕上的电路连接进行实验。
请小组展示结论。总结:电流从哪边流入,指针就向哪边偏。 探究二:观察各种情况下感应电流的方向
师:判断出电流的方向,根据线圈的绕向,从上往下看,我们就可以说出电流时顺时针还是逆时针方向了。下面我们探究一下各种情况下感应
电流的方向关系。实验结果记录在表1中。 表1
图号 操作 磁场B原的方向
(“向上”或“向下”)
磁通量的变化
(“增加”或“减
少”)
感应电流的方
向(俯视“顺时
针”或“逆时
针”)
甲 插入N极 乙 插入S极 丙 拔出N极 丁 拔出S极
请小组展示结论。
师:现在我们能不能看出感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系呢?很难!我们试着引入一个中介——感应电流的磁场,看看能不能找出什么规律。请大家继续完成表2。
表2
图号
操作
原磁场B原的方向
原磁通量的变化
感应电流
的方向
感应电流
磁场B感的
方向
B原与B感方
向的关系 甲 插入N极 乙 插入S极 丙 拔出N极 丁 拔出S极
师:现在找到规律了吗?
生:磁通量增加的时候,感应电流的磁场与原磁场方向相反,磁通量减少的时候,感应电流的磁场与原磁场方向相同。 师:很好,我们对照大屏幕再分析一下。
这说明感应电流的磁场对磁通量的变化起什么作用啊? 生:阻碍。
(三)总结规律,理解应用
师: 1834年,俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后,用一句话非常巧妙的概括出这个结论——楞次定律: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。
楞次定律非常精炼,高度概括,要想真正理解,一定要理解关键词——阻碍。只有深刻理解“阻碍”含义,才能准确的把握楞次定律的实质。大家看这几个思考题。 1、谁在“阻碍”? 2、“阻碍”什么?
3、“阻碍”是指B感与B原方向相反吗? 4、“阻碍”是“阻止”吗? 请同学依次解释。
例1:如右图所示,一无限长导线通有如图电流,有一矩形线框与其共面,当电流I突然增大时,判断线框会产生的电流方向?
师:应用楞次定律判断感应电流方向的思路:
例2:法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中感应电流沿什么方向?
感应电流的磁场方向
感应电流的方向
楞次定律
右手螺旋定则
明确研
究的对象是哪一个闭合电路
该电路磁通量如何变化
该电路磁场的方向如何
例3:如图所示,导体棒AB向右运动时,感应电流的方向?
学生先用楞次定律判断感应电流的方向,再介绍右手定则。
右手定则的内容为: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。
这里要提醒大家,楞次定律是普遍适用的,而右手定则只适用于导体切割磁感线的情况,所以右手定则是楞次定律的一个特例。 (四)课堂小结
1、探究出了一种判断感应电流方向的方法
楞次定律: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。
2、经历了规律的探究过程;增进了交流与合作。 3、学到了一种分析方法——引入“中介”。 五、达标训练
1、关于楞次定律的表达,下列叙述中,正确的是: A.感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量 B.感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
v
b
a
d
c
C.感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场相反 D.感应电流的磁场跟引起感应电流的磁场相同
2、如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流由A经R到B,则磁铁的运动可能是:
A.向下运动 B.向上运动 C.向左平移 D.向右平移
3、匀强磁场中有一弹性铜环,将铜环突然拉大瞬间,判断环中感应电流的方向。
4、如图所示,让闭合线圈由位置1通过一个匀强磁场运动到位置2。线圈在运动过程中,什么时候没有感应电流?为什么?什么时候有感应电流?方向如何?
5、条形软铁上绕有两个线圈,当左侧线圈电路中的开关闭合的瞬间,右侧线圈中的感应电流通过电阻R的方向如何?
六、课后自主学习:
教师在课堂最后展示小实验:比较小磁铁和硬币在长铝管中下落的时间,并对学生提出以下问题:本实验中的长铝管和课前实验中的铝环中产生了感应电流,与磁铁间就有了磁场力的作用,大家在课后思考并讨论:磁场力对它们之间的相对运动有怎样的作用效果呢?下节课一上课我们来讨论总结。 七、板书设计
楞次定律
一、 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。
二、理解:“阻碍”————增反减同 三、应用
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