第3節(jié)《楞次定律》
一、教材分析
楞次定律是二期課改教材的拓展課中重要的一節(jié),它對(duì)判斷感應(yīng)電流的方向,以及理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義,對(duì)右手定則的理解也有幫助。
二、目標(biāo)
1、知識(shí)與技能:
(1)、理解楞次定律的內(nèi)容。
(2)、能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向。
(3)、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。
(4)、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。
2、過(guò)程與方法
(1)、通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律
(2)、通過(guò)實(shí)驗(yàn),感受楞次定律的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn),分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)、使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法。
(2)、培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。
(3)、讓學(xué)生參與問(wèn)題的解決,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和合作精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向
難點(diǎn):對(duì)楞次定律 “阻礙變化” 的理解
四、學(xué)情分析
我們的學(xué)生屬于平行分班,沒(méi)有實(shí)驗(yàn)班,學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。學(xué)生對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有了清醒的認(rèn)識(shí),本節(jié)課針對(duì)感應(yīng)電流的方向做一個(gè)探究。學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰、語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。
五、教學(xué)方法
1.類(lèi)比法:將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專(zhuān)門(mén)與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
2. 實(shí)驗(yàn)法:教師演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)
3.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案。
4.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。3.教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置:分小組合作學(xué)習(xí),分6個(gè)學(xué)習(xí)小組。
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
運(yùn)用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個(gè)奇妙的物理現(xiàn)象來(lái)導(dǎo)入今天的楞次定律這堂課。感應(yīng)電流是個(gè)壞“孩子”。感應(yīng)電流的方向與磁通量間又有什么樣的關(guān)系?本節(jié)課我們就來(lái)一起探究感應(yīng)電流與磁通量的關(guān)系。即楞次定律。
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一:研究感應(yīng)電流的方向
(1)、探究目標(biāo):找這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向關(guān)系的規(guī)律。
(2)、探究方向:從磁鐵和線圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段:分組實(shí)驗(yàn)(器材:螺線管,靈敏電流計(jì),條形磁鐵,導(dǎo)線)
(4)、探究過(guò)程
NS磁鐵在管上靜止不動(dòng)時(shí)磁鐵在管中靜止不動(dòng)時(shí)
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原來(lái)磁場(chǎng)的方向向下向下向上向上向下向上向下向上
原來(lái)磁場(chǎng)的磁通量變化增大減小增大減小不變不變不變不變
感應(yīng)磁場(chǎng)的方向向上向下向下向上無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)
原磁場(chǎng)與感應(yīng)磁場(chǎng)方向的關(guān)系相反相同相反相同????????
感應(yīng)電流的方向(螺線管上)向上向下向下向上無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)
(5)、學(xué)生帶著問(wèn)題分組討論:
問(wèn)題1、請(qǐng)你根據(jù)上表中所填寫(xiě)的內(nèi)容分析一下,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是否總是與原磁場(chǎng)的方向相反?
問(wèn)題2、請(qǐng)你仔細(xì)分析上表,用盡可能簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言概括一下,究竟如何確定感應(yīng)電流的方向?并說(shuō)出你的概括中的關(guān)鍵詞語(yǔ)。
問(wèn)題3、你能從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)確定感應(yīng)電流的方向嗎?如果能,請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言進(jìn)行概括,并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度去解釋你的結(jié)論?
學(xué)生四人一組相互交流、分析、討論,用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言概括出本組的結(jié)論。師巡視各組的情況,然后指定某些組公布本組的成果在全班進(jìn)行交流,師生共同討論,形成結(jié)論。
探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。
概括1:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
概括2:感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗(或阻礙)原磁通量的變化
概括3:感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)引起它的那個(gè)原因
教師應(yīng)充分肯定他們的結(jié)論,并對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論、糾正,
總結(jié)規(guī)律:原磁通變大,則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反,有阻礙變大作用
原磁通變小,則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同,有阻礙變小作用
結(jié)論:增反減同
展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生過(guò)程。
投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解:
探究三、楞次定律??感應(yīng)電流的方向
(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
(師指出上述結(jié)論是物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的,并對(duì)楞次的物理學(xué)貢獻(xiàn)簡(jiǎn)單介紹)
(2)理解:
①、阻礙既不是阻止也不等于反向,增反減同“阻礙”又稱(chēng)作“反抗”,注意不是阻礙原磁場(chǎng)而阻礙原磁場(chǎng)的變化
②、注意兩個(gè)磁場(chǎng):原磁場(chǎng)和感應(yīng)電流磁場(chǎng)
③、學(xué)生在圖中標(biāo)出每個(gè)螺線管的感應(yīng)電流產(chǎn)生的等效N極和S極。
根據(jù)標(biāo)出的磁極方向總結(jié)規(guī)律:
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是磁體阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)!澳銇(lái)我不讓你來(lái),你走我不讓你走”
強(qiáng)調(diào):楞次定律可以從兩種不同的角度來(lái)理解:
a、從磁通量變化的角度看:感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化。
b、從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看,感應(yīng)電流總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
④、感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
⑤、阻礙的過(guò)程中,即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過(guò)程
例:上述實(shí)驗(yàn)中,若條形磁鐵是自由落體,則磁鐵下落過(guò)程中受到向上的阻力,即機(jī)械能→電能→內(nèi)能
(3)應(yīng)用楞次定律步驟:
①、明確原磁場(chǎng)的方向;
②、明確穿過(guò)閉合回路的磁通量是增加還是減少;
③、根據(jù)楞次定律(增反減同),判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;
④、利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。
(4)楞次定律的應(yīng)用
例:兩同心金屬圓環(huán),使內(nèi)環(huán)A通以順時(shí)針?lè)较螂娏,現(xiàn)使其電流增大,則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何?若減小電流呢?
解:⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里
⑵穿過(guò)大環(huán)的磁通量增大
⑶由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外
⑷由安培定則得外環(huán)感應(yīng)電流為逆時(shí)針
同理當(dāng)電流減小時(shí),外環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針
(5)楞次定律的特例??閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
問(wèn)題1:當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線也會(huì)引起磁通量的變化,從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢,可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
答:當(dāng)然可以用楞次定律來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向,如果導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng),則由楞次定律可知,穿過(guò)閉合回路的磁通量增加,則感應(yīng)磁場(chǎng)就要與原磁場(chǎng)方向相反,即感應(yīng)磁場(chǎng)方向向外,所以感應(yīng)電流的方向adcba
問(wèn)題2:用楞次定律判斷感應(yīng)電流的過(guò)程很復(fù)雜,能否找到一種很簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢?
答:有簡(jiǎn)單的方法,如果我們仔細(xì)研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向,就能找出一種方法??右手定則:
(6)右手定則
(1)右手定則的內(nèi)容:伸開(kāi)右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)適用條件:切割磁感線的情況
(3)說(shuō)明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問(wèn)題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線時(shí)電路不閉合,四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向(畫(huà)出等效電源的正負(fù)極)
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
在下一節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書(shū)設(shè)計(jì)
一、楞次定律
1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、理解:
二、楞次定律的特例??閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
(1)、右手定則的內(nèi)容:伸開(kāi)右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)、適用條件:切割磁感線的情況
(3)、說(shuō)明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問(wèn)題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線時(shí)電路不閉合,四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向(畫(huà)出等效電源的正負(fù)極)
十、教學(xué)反思
1、在課堂教學(xué)中注重多種能力的培養(yǎng):
本節(jié)內(nèi)容應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為主,通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)楞次定律。通常情況,都是由教師演示,學(xué)生觀察,得出結(jié)論。但本節(jié)課以學(xué)生為主,讓學(xué)生實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論,驗(yàn)證結(jié)論等等,教師只起引導(dǎo)和組織的作用,這樣不僅能讓學(xué)生對(duì)楞次定律理解深刻,而且也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能以及分析、歸納、概括、總結(jié)等邏輯思維能力。
2、用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué):
雖說(shuō)實(shí)物演示最直觀明了地反映事物的某些現(xiàn)象,但通過(guò)它我們只能看到一些宏觀現(xiàn)象,對(duì)定律微觀本質(zhì)的分析(比如:磁極周?chē)拇鸥芯既看不見(jiàn),又摸不著)就無(wú)能為力了,教師將現(xiàn)代化教學(xué)手段
引進(jìn)課堂,應(yīng)用生活中的有趣物理實(shí)驗(yàn),生動(dòng)形象地展示兩磁場(chǎng)間"阻礙"作用,不僅突出本節(jié)的重點(diǎn),還突破了難點(diǎn),使學(xué)生對(duì)定律有一個(gè)深刻理解,生動(dòng)的記憶,同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3、 采用類(lèi)比教學(xué)變抽象為具體:
本節(jié)課除了采用常規(guī)的啟發(fā)式、實(shí)驗(yàn)等直觀教學(xué)法等,還特別注意利用比喻的方法,尤其對(duì)于楞次定律這一類(lèi)字?jǐn)?shù)少但難理解和記憶內(nèi)容,教師在師生得出定律之后,將定律概括成“增之減之,減之增之”八個(gè)字,方便了學(xué)生理解和記憶,之后又做個(gè)擬人化的比喻,將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專(zhuān)門(mén)與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
4、 注重德育滲透
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/78282.html
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