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2019-2020年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第十六章 電磁感應(yīng) 三、楞次定律──感應(yīng)電流的方向(第一課時) ●本節(jié)教材分析 楞次定律是本章的另一個教學(xué)重點，也是教學(xué)難點.對于課題的引入，可先說明法拉第電磁感應(yīng)定律揭示了決定感應(yīng)電動勢大小的規(guī)律.根據(jù)閉合電路的歐姆定律，感應(yīng)電流大小的問題也得到了解決.然后提出：如何確定感應(yīng)電流的方向？教材先分析感應(yīng)電流的方向，再指出感應(yīng)電流方向就是感應(yīng)電動勢方向.教材用感應(yīng)電流方向是為了讓學(xué)生容易接受. 對于楞次定律的提出，可介紹法拉第為探求感應(yīng)電流方向的規(guī)律做了許多實驗，總結(jié)出一些方法，但沒有解決確定感應(yīng)電流方向的普遍而簡明的規(guī)律.楞次總結(jié)法拉第等人的成果和自己的研究，于1834年發(fā)表了楞次定律，一舉解決了感應(yīng)電流方向的問題，這一簡短的歷史介紹可使學(xué)生認(rèn)識到用磁通量變化總結(jié)出判定感應(yīng)電流方向普遍而簡明的規(guī)律是許多人特別是楞次努力的結(jié)果.學(xué)生對用演示實驗歸納出楞次定律的過程比較容易正確理解. 分析實驗現(xiàn)象時，我們要突出研究對象是線圈（閉合電路），要抓住穿過線圈的磁場方向和磁通量變化.要讓學(xué)生注意分清一個是原來磁場的方向和原來磁場的磁通量變化，另一個是感應(yīng)電流的磁場方向和感應(yīng)電流磁場的磁通量.引導(dǎo)學(xué)生通過實驗現(xiàn)象的觀察、分析得出結(jié)論. 對于楞次定律的表述，學(xué)生開始常常不能正確理解其含義.要使學(xué)生清楚“阻礙”的含義，有的學(xué)生誤認(rèn)為阻礙就是相反，感應(yīng)電流磁場總跟原磁場方向相反.我們要指出“阻礙”不是阻礙原磁場，也不是阻礙原來的磁通量，而是指感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通的增加或減小.“阻礙”不僅有“反抗”的含義，還有“補償”的含義.反抗磁通量的增加，補償磁通量的減少，這是對“阻礙”應(yīng)有的理解. ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1.理解楞次定律. 2.理解楞次定律與能量守恒定律相符合. 二、能力目標(biāo) 1.培養(yǎng)學(xué)生觀察及操作實驗的能力,分析概括出物理規(guī)律的能力. 2.培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力. 三、德育目標(biāo) 能量守恒和辯證法滲透在教學(xué)中,體會實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn). ●教學(xué)重點、難點 楞次定律的獲得及理解. ●教學(xué)方法 發(fā)現(xiàn)法 ●教學(xué)用具 干電池、靈敏電流表、外標(biāo)有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 一、引入新課 ［演示］按右圖將磁鐵從線圈中插入和拔出，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，提出： ①為什么在線圈內(nèi)有電流？ ②插入和拔出磁鐵時，電流方向一樣嗎？為什么？ ③怎樣才能判斷感應(yīng)電流的方向呢？本節(jié)學(xué)習(xí)感應(yīng)電流方向的判斷. 二、新課教學(xué) ［師］讓我們一起進行下面的實驗，利用CAI課件，屏幕上打出實驗內(nèi)容. ［實驗?zāi)康模菅芯扛袘?yīng)電流方向規(guī)律. ［實驗步驟］ (1)按右圖連接電路,閉合開關(guān),記錄下中流入電流方向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系.(如電流從左接線柱流入,指針向右偏還是向左偏呢?) (2)記下線圈繞向,將線圈和靈敏電流計構(gòu)成通路. (3)把條形磁鐵N極(或S極)向下插入線圈中,并從線圈中拔出,每次記下電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向,然后根據(jù)步驟(1)結(jié)論,判定出感應(yīng)電流方向,從而可確定感應(yīng)電流的磁場方向. 根據(jù)實驗結(jié)果,填表: 磁鐵運動情況 N極下插 N極上拔 S極下插 S極上拔 磁鐵產(chǎn)生磁場方向 線圈磁通量變化 感應(yīng)電流磁場方向 ［師］N極向下插入線圈中,磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向如何? ［生］磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向向下. ［師］在這種情況下,通過線圈的磁通量如何變化? ［生］通過線圈的磁通量增加. ［師］感應(yīng)電流的方向如何? ［生］如圖所示. ［師］感應(yīng)電流的磁場方向如何? ［生］感應(yīng)電流的磁場方向向上. ［師］再把該磁鐵從線圈中拔出時,磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向如何? ［生］磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向向下. ［師］磁鐵拔出時,通過線圈的磁通量如何變化? ［生］通過線圈的磁通量減小. ［師］感應(yīng)電流的方向如何? ［生］感應(yīng)電流的方向如圖所示. ［師］感應(yīng)電流的磁場方向如何? ［生］感應(yīng)電流的磁場方向向下. ［師］S極向下插入線圈中,情況怎樣呢? ［生1］磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向向上. ［生2］通過線圈的磁通量增加. ［生3］感應(yīng)電流的方向如圖所示. ［生4］感應(yīng)電流的磁場方向向下. ［師］再把S極從線圈中拔出時,情況如何? ［生1］磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場方向向上. ［生2］通過線圈的磁通量減小. ［生3］感應(yīng)電流的方向如圖所示. ［生4］感應(yīng)電流的磁場方向向上. ［師］通過上面的實驗,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了什么? ［生1］當(dāng)磁鐵移近或插入線圈時,線圈中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)磁鐵離開線圈或從線圈中拔出時,線圈中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同. ［生2］當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同. ［生3］當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量增加;當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量減少. ［師］剛才幾位同學(xué)的說法都正確.物理學(xué)家楞次概括了各種實驗結(jié)果,在1834年提出了楞次定律.投影打出楞次定律的內(nèi)容. ［投影］ 感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,這就是楞次定律. (師生共同活動:理解楞次定律的內(nèi)涵) 1.“阻礙”并不是“阻止”,一字之差，相去甚遠.要知道原磁場是主動的，感應(yīng)電流的磁場是被動的，原磁通仍要發(fā)生變化，感應(yīng)電流的磁場只是起阻礙變化而已. 2.楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向具有普遍意義. ［師］楞次定律符合能量守恒.從上面的實驗可以發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電流在閉合電路中要消耗能量，在磁體靠近（或遠離）線圈過程中，都要克服電磁力做功，克服電磁力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程. 楞次定律也符合唯物辯證法.唯物辯證法認(rèn)為：“矛盾是事物發(fā)展的動力”.電磁感應(yīng)中，矛盾雙方即條形磁鐵的磁場（B原）和感應(yīng)電流的磁場（B感），兩者都處于同一線圈中，且感應(yīng)電流的磁場總要阻礙原磁場的變化，形成既相互排斥又相互依賴的矛盾，在回路中對立統(tǒng)一，正是“阻礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 三、小結(jié) 通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題： 1.感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.這個定律叫楞次定律. 2.感應(yīng)電流總是阻礙導(dǎo)體和感應(yīng)電流磁體間的相對運動. 3.楞次定律判斷感應(yīng)電流方向具有普遍性. 四、作業(yè) 1.閱讀教材內(nèi)容. 2.訪問教材中提供的網(wǎng)址. 五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1.如圖所示,MN、PQ為同一水平面的兩平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場,導(dǎo)體ab,cd與導(dǎo)軌有良好的接觸并能滑動,當(dāng)ab沿軌道向右滑動,則 A.cd右滑 B.cd不動 C.cd左滑 D.無法確定 2.如圖，兩根平行長直導(dǎo)線MN和PQ中通大小、方向都相同的電流,導(dǎo)線框abcd和兩根導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線框沿著與導(dǎo)線垂直方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動,線框中的感應(yīng)電流方向 A.沿abcda方向,始終不變 B.沿adcba方向,始終改變 C.先沿abcda,后沿adcba D.先沿adcba,后沿abcda 3.光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q垂直M、N而放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路時 A.P與Q兩導(dǎo)體相互遠離 B.P與Q兩導(dǎo)體相互靠近 C.磁體的加速度將小于g D.磁體的加速度仍為g E.磁體的加速度將大于g 4.一平面線圈用細桿懸于P,開始時細桿處于水平位置,釋放后讓它在勻強磁場中運動,已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次過位置Ⅰ和Ⅱ時,順著磁場方向看,線圈中感應(yīng)電流方向分別為 A.位置Ⅰ逆時針,位置Ⅱ逆時針 B.位置Ⅰ逆時針,位置Ⅱ順時針 C.位置Ⅰ順時針,位置Ⅱ順時針 D.位置Ⅰ順時針,位置Ⅱ逆時針 參考答案: 1.A 2.A 3.AC 4.B