2.1感应电流的方向 教学设计

《感应电流的方向》教学设计
教学目标：
通过实验探究感应电流的方向，体会完整的探究过程及思想方法，培养学生的科学探究意识和能力；
经历从楞次定律到右手定则的建构过程，理解从一般到特殊的物理思想，培养学生分析、归纳等思维能力，促进学生科学思维能力的发展；
从能量守恒的视角引导学生分析感应电流的产生，深化学生对能量观念的认识；
经历由完整的探究过程，对感应电流方向进行分析，从实验探究到规律建立再到规律验证，培养学生的证据意识和科学态度。
教学重点：
感应电流的方向
楞次定律的理解
教学难点：
楞次定律的理解
教学方法：
实验探究，讨论、讲授。
课时安排：2课时
问题引入：
线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
新课教学：
影响感应电流方向的因素
【实验与探究】
实验一：设计如图所示电路，探究电流表指针的偏转方向与通入电流方向的关系。
实验二：改变磁极方向和磁极运动方向，组成四种不同的实验操作方案。
总结：（1）当原磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；
当原磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
楞次定律
内容：闭合回路中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。
例题1：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N 两个线圈，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
【思考问题】
线圈N中，原磁场的方向是怎样的？
开关断开瞬间，线圈 N中的磁通量是增大还是减小？
线圈N产生的感应电流的磁场如何阻碍原磁通量的变化呢？
线圈N产生的感应电流的磁场方向应当是怎样的？
【讨论与交流】通过例题1，我们如何理解楞次定律中“阻碍”一词的含义？
问题1：谁阻碍谁？
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场（原磁场）的磁通量的变化。
问题2：阻碍什么？
阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身。
问题3：如何阻碍？
磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”。
问题4：阻碍效果？
阻碍只是延缓了磁通量的变化，而不是阻止它的变化，变化仍将继续进行。
情境：如图，将条形磁铁插入线圈。
【思考问题】
条形磁铁与线圈之间存在怎样的相互作用力？
将磁铁插入线圈的过程中，线圈对磁铁做功吗？做什么功？
在磁体插入线圈的过程中，能量转化情况是怎样的？
例题2：如图所示是必修第三册探究感应电流产生条件的一种实验方案。请利用该实验方案中的器材，设计一个验证楞次定律的实验，写出实验步骤与论证过程。
【讨论与交流】如图（例题）所示，金属棒中的自由电荷时负电荷，在金属棒向右移动做切割磁感线运动过程中，这些负电荷是否会受到洛伦兹力？若有，方向如何？
右手定则
情境：在右图中，假定导体棒CD向右运动。
【思考问题】（1）我们研究的是哪个闭合导体回路？
（2）当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合导体回路
的磁通量是增大还是减小？
（3）感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
（4）导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？
右手定则的内容：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。让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导体运动的方向，这是其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
练习：如图所示，在通有电流 L 的长直导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？
课堂小结：
能灵活应用楞次定律或右手定则对感应电流的方向进行判断。
能理解楞次定律与右手定则的区别与联系。
能从能量的视角理解楞次定律。
课后作业：
第1题