4.3　楞次定律

 

【教学目标】

（一）知识与技能

1．掌握楞次定律和右手定则，知道右手定则是楞次定律的特例，并会应用它们判断感应电流的方向。

2．理解楞次定律中“阻碍”二字的含义

（二）过程与方法

通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律。

（三）情感态度与价值观

1．培养学生的空间想像能力。

2．培养学生的实验能力及对实验结果进行分析、归纳、总结的能力和科学猜想的能力。

【教学重点】总结实验得出楞次定律及初步应用楞次定律判定感应电流的方向。

【教学难点】对实验现象的分析、归纳、总结出楞次定律及对“阻碍”的理解。

【教学方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法

【教具准备】

1、电磁炉，小灯泡带灯座，演示电流计，线圈，导线两根，条形磁铁，楞次定律演示仪。

2、分组实验：灵敏电流计、线圈（有绕线指示）、条形磁铁、1号干电池共20组。

3、多媒体、ppt课件、展示台、学案。

【教学过程】

 

[教学任务1]创设情景，导入新课

1、演示电磁炉点亮电灯实验，引起学生学习兴趣，注意让学生观察回路在不同位置灯泡亮暗情况为法拉第电磁感应定律.一节课埋下伏笔。

   2、根据现象回答感应电流产生的条件？感应电流的方向相同吗？怎样改变电路可直观判断电流方向呢？（改用灵敏电流计）

   3、感应电流的方向有没有规律呢？引出新课，简介俄国物理学家楞次。

[教学任务2] 探究感应电流的方向。

演示实验：如右图，教师演示条形磁铁插入拔出线圈，电流计指针左右摆动，注意逐次改变运动方向、磁极、绕线方向等。

问题引导: 感应电流方向应该有规律可循。鼓励学生猜想感应电流方向可能的有关因素。

猜想预测：磁通量的变化、穿过线圈的原磁场方向、线圈的绕法等。

[教学任务3]设计探究方案

实验设计：教师从器材、电路、方案及现象记录几方面提出问题，要求学生自行讨论设计方案。

设计预测：1：提供前一节三个实验电路让学生选择，学生大部分会选择实验电路二。

2：现象记录需要借助图表，设计表格，填写空白项（许多学生不知填什么）

师生互动：明确探究目的及可能与感应电流方向有关因素，如何反映到表格中。

 

分组实验：（第一阶段）每组学生分工合作，按制定的方案实验并收集实验数据。时间为         

3到5分钟。

效果预测：1.不会判断电流方向和指针偏转关系。2.不会看绕线方向。3. 不会填写表格。

师生互动：利用展示台展示两组记录数据的图表对比，对存在问题进行指导，期间可以对两组不同之处对比，集体实验探究找到问题所在。例如，同是N极向下插入线圈，指针偏转方向不一定一样，但在线圈中电流旋转方向相同，可排除图表中的一些干扰因素，用线圈中电流旋转方向代替。

分组实验：（第二阶段）重新实验，完善实验方案及数据记录，探究感应电流方向规律，再次填写表格。

实验现象：

 

N

S

N

S

S

N

S

N

N

S

N

S

S

N

S

N

 

 

 

 

现象记录：

师生互动：要从表中发现感应电流方向的规律很不容易，联系电流磁体之间相互作用都是通过磁场施加的，可以借助感应电流的磁场作为中介，来分析感应电流方向的规律。

讨论交流：表中增加感应电流磁场方向一项，继续探究感应电流磁场方向、原磁场方向及磁通量变化之间的关系。

实验结论：原磁通量增大，则感应电流磁场与原磁场相反-----增反。

       原磁通量减小，则感应电流磁场与原磁场相同-----减同。

[教学任务5] 抽象概括，总结规律

师生互动：1、感应电流磁场与原磁场方向相同或相反时，对原磁场磁通量的变化会产生什么效果呢？

         2、能否用“阻碍”去描述感应电流磁场对原磁场磁通量变化产生的效果呢！

规律讲解：1834年俄国物理学家楞次巧妙概括了感应电流方向的规律。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。

[教学任务6] 深化理解，巩固提高

思考讨论：谁在阻碍？阻碍什么？如何阻碍？是否阻止？

师生互动：分清两个磁场，一个变化，一个因果关系。

思考讨论：感应电流的磁场为什么要阻碍原磁通量的变化？

演示实验：条形磁铁穿过支架上闭合线圈、不闭合线圈时有何现象，怎样解释现象？

思考讨论：穿过闭合线圈时线圈会转动，来拒去留，穿过不闭合线圈无现象。

师生互动：在实验中，线圈从静到动说明什么？这种变化产生原因是什么？现象中能量是怎样转化的？

讨论交流; 线圈受力，是因感应电流产生，则电能，动能应来自于其他形式能，必有外力克服磁体之间力做功转化能量，因此，一定有“来拒去留”。

师生互动：理解“阻碍”：⑴从磁通量变化角度看，可理解为“增反减同”

                       ⑵从相对运动角度来看，可理解为“来拒去留”。

⑶从能量守恒角度看，阻碍的过程，即一种能向另一种能转化的过程

[教学任务7] 右手定则

师生互动：初中所学习导体切割磁感线产生的感应电流方向如何判断的？-----右手定则。

         右手定则：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向

思考讨论：右手定则与楞次定律的关系: 研究对象及适用条件的区别

师生互动：右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解

[教学任务8]课堂训练，夯实基础

练  习1：如图，通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向？

分析总结：应用楞次定律步骤：

(1)明确原磁场的方向；向里

(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少：减少

(3)根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向：向里      

(4)利用安培定则判定感应电流的方向：逆时针方向

师生互动：能否利用来拒去留的规律呢？引力，同向电流，逆时针。

练  习2：两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中产生的感应电流方向如何？若减小电流呢？

 

G

ν

I

独立思考：⑴由安培定则A环中电流产生的磁场方向向里

⑵穿过大环的磁通量增大

⑶由楞次定律可知感应电流的磁场向外

⑷由安培定则得外环感应电流为逆时针

　　　　　同理当电流减小时，外环中感应电流方向为顺时针

练  习3：分别用右手定则和楞次定律判断通过电流表的电流方向(课本P₂₀₄(3))

师生互动：右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况。

【课堂小结】

1、楞次定律的内容？          2、如何理解“阻碍”的含义？                                           

3、应用楞次定律的步骤？      4、右手定则与楞次定律的关系？

【布置作业】 课后2、3、4

【板书设计】                     

 4.3　楞次定律

一、探究感应电流的方向

1、  探究目的：感应电流方向与原磁场、磁通量变化的关系。

2、  实验设计:器材、电路、方案。

3、  结论：感应电流方向与磁通量的变化有关。

二、楞次定律

1、   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    

2、  理解： ⑴从磁通量变化角度看：增反减同

⑵从相对运动角度来看：来拒去留

⑶从能量转换角度看：阻碍的过程，是其他形式能向电能转化的过程

三、右手定则

1、内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向

2、适用条件：切割磁感线的情况

3、与楞次定律关系：右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解

【教学反思】

本节课的难点在于通过探究感应电流方向与磁通量变化之间的关系，总结得出楞次定律。探究实验中不乏盲目、不知所措的学生。针对这种情况，实验可分三阶段进行：自主设计探究----对比讨论-----重新探究，由教师引导学生注意变量之间的关系，引入中介“感应电流的磁场”，对比得出规律。