楞次定律教学设计
(2011-05-25 11:22:47)
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杂谈 |
内容:《楞次定律》教学设计
4—3 楞次定律
一、教材分析
1、楞次定律是高中课程标准实验教科书选修3—2第四章第三节课的教学内容,它是电磁学中的重要定律,也是本章的重点和难点。教材顺序是先分析感应电流产生的原因,接着判断感应电流的方向。其中感应电流产生的原因很直观,学生容易理解和掌握,但感应电流方向的判断,则需要通过实验思考概括。在实际教学中要引导学生在实验的基础上,自主学习总结规律;实验过程是对操作能力的培养过程,是物理学习的探究过程,在此过程要以学生为主体,注重学生的实验感受,教师要进行启发式的引导。
2、教材的特点要求教师必须使用探究式教学模式,通过该模式模式让学生体验到科学探究中的曲直与艰辛,掌握物理学的基本研究方法,达到多种能力的协调发展,培养学生带着教材走向生活的学习习惯,真正做到从生活走向物理,从物理走向社会,的新课标要求。
二、学情分析
1、我所任教学校是市级重点校,学校有良好的硬件设施,通过高一到高二的学科训练,学生能够胜任自主探究式的学习。学生有有较强的自学能力和探究能力,他们思维活跃善于提出问题解决问题,本节内容无数学运算,物理理论要求不高,选择探究式教学是最佳的途径。通过探究得出结论并进一步深化结论是学生学习的重点。
2、学习了电磁感应定律后,学生已经知道了磁通量的变化率与感应电动势感应电流的关系,但不知感应电流的方向由什么决定。按照学生的认知规律和学习规律,学生迫切想获得判定感应电流的方法,学生若在自主探究的基础获得成功并享受成功的喜悦。将会使其学习过程既轻松又愉快。
三、教学目标
1、 知识与技能
(1)通过四组实验探究,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。
(2)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,探明“磁通量变化”的方式和途径。
(3)通过实验现象的进一步分析,明确感应电流产生的过程同时体会电磁感应过程中的能量守恒。
2、过程与方法
(1)学生通过做实验观察实验,体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题。
(2)学生在老师指导下,设计实验方案,动手实验操作,并确定观察重点,进行观察。
(3)通过讨论分析总结,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
通过热情参与实验,培养学生勇于探究的精神;培养学生主动参与科学研究的良好学习习惯;培养学生团队合作精神;;用因果关系和矛盾论的辨正观点认识楞次定律培养学生的思辨的哲学思想。
4、重点难点
重点:楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。在老师的指导下确定试验方案,实验的观察和归纳方法,同时开展小组讨论,教师通过电子课件进行引导解决重点。
难点:的关系。定律内容表述中阻碍二字的理解。通过实例分析,通过类比分析,通过通俗的语言比如“感应电流激发的磁场与原来磁场之间对抗、感应电流激发的磁场使原磁场变化更加温和,来拒去留;等来形象理解阻碍。
四、设计思路
本节课也是我的一节优质展示课,使用电子幻灯片结合学生的特点我对教材的内容进行了深入的挖掘和思考,对理解教材、熟悉教法的同时,我始终把学生放在教学的主体地位。采用“探索发现式教法,即:“创设一个问题情景→学生讨论→猜想→设计实验→探索实验→分析实验现象→得出楞次定律→课堂讲练→巩固练习”。其间把学生的情感体验放在首位。
五、教学流程图
展示情景 提出问题 |
观察楞次圈的运动,激发求知欲 |
讨论猜想,设计实验 |
分组实验,探索研究 |
分析现象,得出结论 |
检验结论,加深理解 |
巩固练习,迁移应用 |
在老师帮助下学生设计探究方案 |
在此过程中体现团队合作,和科学的实验方法 |
师生共同探讨实验结论,进行科学总结 |
通过实例分析,检验结论,进行结论的语法修正 |
探讨解题步骤,体会楞次定律能量中的能量观点 |
1.通过楞次圈展示情景,提出问题
这一环节,教师要选用最简单的实验装置,最明显的实验现象,先让学生用已学过的知识解释教师用来作为铺垫的实验现象,然后很自然地将学生带入另一个问题情景,去激发学生思考。
介绍楞次圈A和B都是很轻的铝环,A环是闭合的,B环是提问断开的 。
问题1:当条形磁铁的任一端分别靠近A环和B环时,环中有无感应电流?为什么?
问题2:当条形磁铁的任一端靠近A环和远离A环时,分别看到什么现象?这种现象说明条形磁铁在靠近或远离A环时,与A环间是“引力”还是“斥力”?
问题3:能否根据“吸引”和“排斥”来判断当条形磁铁的某一端在远离和靠近A环时,环中感应电流的方向?
2.讨论猜想,教师引导学生设计实验
(1)分析楞次圈实验中当中条形磁铁N极靠近A环时,与A环“排斥”,能根据什么原理判断此时A环中感应电流的方向?
(2)当条形磁铁的N极靠近和远离A环时,穿过A环的磁通量是怎样变化的?在这两种情况下产生出来的感应电流方向相反,能否说明感应电流方向与磁通量如何变化有关?
(3)如果想采用实验法来研究那么该怎样设计实验呢?
在学生充分讨论之后,教师引导学生选择实验器材,要求能连接成最简单、最合理的实验装置,最终选择如右所示的装置,教师再进一步引导学生明确实验步骤、观察实验现象、做好实验记录等,确保实验的实效性。
3.分组实验,探索研究(小组合作)
现象 |
N极朝下 插入 |
N极朝下 拔出 |
S极朝下 插入 |
S极朝下 拔出 |
原磁场方向 |
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磁通量变化 |
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感应电流方向 |
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B感与B原关系 |
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学生分成两人一组进行实验,观察并记录当条形磁铁N极或S极移近或插入线、离开或从线圈中拨出时感应电流的方向,并将实验结果填入学生预先设计的表格中。
4.引导学生分析的结论
教师引导学生进行归纳总结:凡是由磁通量的增加而引起的感应电流,感应电流激发的磁场就阻碍原磁通量的增加;凡是由磁通量的减少而引起的感应电流,感应电流激发的磁场就阻碍原磁通量的减弱,最终总结出楞次定律内容。
楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
对“阻碍”二字应正确理解.“阻碍”不是“阻止”,而只是延缓了原磁通的变化,电路中的磁通量还是在变化的.例如:当原磁通量增加时,虽有感应电流的磁场的阻碍,磁通量还是在增加,只是增加的慢一点而已.实质上,楞次定律中的“阻碍”二字,指的是“反抗着产生感应电流的那个原因.
5.理论联系实践、加深理解
如右图,金属棒ab在裸露的金属框架上作切割磁感线的运动,试用楞次定律判断感应电流的方向。
教师引导学生进行归纳:用楞次定律判断的结果与用右手定则判断的结果完全一致,说明右手定则是楞次定律这一规律中的一个特殊情况。
6.课堂巩固练习(用电子幻灯片展示)
水平放置的条形磁铁N极附近,有一闭合的线框abcd竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,试判断线框经过图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置时感应电流的方向。
教师引导学生进行归纳:应用楞次定律判断感应电流方向的步骤。
归纳出用楞次定律解题的步骤
(1)明确闭合电路内原磁场方向;
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少;
(3)根据“楞次定律”,判定感应电流的磁场方向;
(4)根据“安培定则”,判定感应电流的方向。
(整个教学过程以及板书均在幻灯片上展示)
7、课后教学效果巩固(学法指导、课后巩固)
(1)如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁铁可能是:(
A.向下运动
C.向左运动
解析:此题可通过逆向应用楞次定律来判定.(1)由感应电流方向A→R→B,应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下;(2)楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下的减小或向上的增加;(3)由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场是向下的,故应是磁通量减小,即磁铁向上运动或向左、向右平移,所以正确的答案是B、C.
点拨:用逆向思维解决问题往往会收到意想不到的效果.
(2)如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈ab-cd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ab边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ经过位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流(
A.沿abcd流动;
C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
解析:当矩形闭合线圈从位置Ⅰ下落到位置Ⅱ时,通过abcd的磁通量减小,所以它的方向与原磁场相同,感应电流沿abcd流动,当闭合线圈从位置Ⅱ下落到位置Ⅲ的过程中磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,即与原磁场方向相反,感应电流方向仍是沿abcd,正确的是A.
点拨:确定原磁场方向和原磁通的变化情况,进而确定感应电流的方向是应用楞次定律的关键.
(3)如图所示,正方形金属线圈abcd与通电矩形线圈mnpq在同一平面内且相互绝缘,试判断S闭合瞬间,正方形ab-cd中的感应电流的方向.
点拨:注意abcd中“净”磁通量的方向以及变化
参考答案:方向为abcd
(4) 如图所示,一轻质闭合的弹簧线圈用绝缘细线悬挂着,现将一根长的条形磁铁的N极,垂直于弹簧线圈所在平面,向圆心插去.在N极插入的过程中,弹簧线圈将发生什么现象?
点拨:用楞次定律的二种叙述,从不同角度来判断圆线圈发生的现象.
参考答案:远离磁场并先收缩后扩张.
跟踪反馈
1.要使图中b线圈产生如图所示方向的电流,可采用的办法是(
A.闭合开关S
C.S闭合后把R的滑动片向左移
2.如图线圈A通以强电流,竖直置于与纸面垂直的平面内,线圈B水平放置,从线圈A附近竖直下落,经过位置a、b、c,三个位置互相靠近,在下落过程中感应电流的方向从上向下看为(
A.产生顺时针方向的电流
C.先产生顺时针方向的电流,后产生逆时针方向的电流
D.先产生逆时针方向的电流,后产生顺时针方向的电流
3.如图所示,条形磁铁水平放置,一线框在条形磁铁正上方,且线圈平面与磁铁平行,线框由N极匀速移动到S极的过程中,判断下列说法中正确的是(
A.线圈中无感应电流
C.线圈中感应电流的方向是dabc再dcba
D.线圈中感应电流的方向是dcba再abcd
4.如图用细弹簧构成一闭合电路,中央放有一条形磁铁,当弹簧收缩时,穿过电路的磁通量Φ和电路中感应电流方向(从N极向S极看时)正确的是(
A.Φ减小,感应电流方向为顺时针
C.Φ增大,感应电流方向为顺时针
参考答案
八、课后教学反思
本节课是成功的课后得到了同行的积极评价,听课老师认为课型设计有新意,教师语言表达有风格,做到了突出重点,克服难点的要求。我认为自己的成功在于理解了新教材的理念是培养学生能够学会学习、终生学习的能力,教材注重于对学生知识获得方式的培养。采用“探究式”教学法,能充分体现在课堂教学中教师的主导地位和学生的主体地位,教师要精心设计好课堂活动,让学生在课堂上始终处于主动获得知识的愉悦状态,既提高了教学效率,又培养了学生的各种能力。教师引导学生通过探究活动自主建构知识结构,需要教师能够在教学中不断的提高自己的教育能力和知识储备,我们应该为此努力。