2014年秋高中物理 4.3 楞次定律教案（新人教版选修3-2）
文档属性
| 名称 | 2014年秋高中物理 4.3 楞次定律教案（新人教版选修3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 166.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-09-30 13:21:45 | ||
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文档简介
楞次定律
一、三维目标
1．知识与技能
（1）掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
（2）培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
（3）掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2．过程与方法
（1）通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。
（2）通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
3．情感态度与价值观
在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律 ( http: / / www.21cnjy.com )的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
二、教学重点、难点
重点：（1）楞次定律的获得及理解。
（2）应用楞次定律判断感应电流的方向。
（3）利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
难点：楞次定律的理解及实际应用。
三、教学方法
实验探究，讲练结合
四、教学环节
1、课堂导入
教师活动：介绍右图所示实验器材（强调材质为铝）并演示实验，问学生实验现象。
学生：磁铁接近闭合的铝环时，闭合铝环远离 ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁被推开。磁铁离开闭合的铝环时，闭合铝环被吸引。而无论磁铁接近还是远离有缺口的铝环，有缺口的铝环都不动。
教师活动：磁铁并没有接触到闭合铝环，闭合铝环怎么就会运动了呢？
学生：磁铁的运动是闭合铝环内的磁通量发生变 ( http: / / www.21cnjy.com )化，产生感应电流，有由于电流具有磁效应，闭合铝环中的感应电流产生磁场与条形磁铁的磁场相互作用，导致了闭合铝环的运动。
教师活动：闭合铝环的运动时由感应电流产生的磁场引起的。那有缺口的铝环怎么就会运动了呢？
学生：电路没有闭合，不能产生感应电流。
教师活动：由此可见产生感应电流的条件就可以总结为什么呢？
学生：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
教师活动：上节课在做“向线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出”这一实验时，我们发现在不同情况下，电流计指正的偏转方向也是不同的，即感应电流方向是不同的。那么影响感应电流方向的因素是什么，由什么规律？我们今天就来探究这一问题。
2、课堂讲授
教师活动：介绍器材：电流计、螺线管、导线、条形磁铁和干电池。指导学生进行实验探究。
学生活动：
实验准备：利用干电池试触的方法确认电流方向与电流计指针偏转方向的关系。
进行实验:
（1）弄清实验原理，分组按右图所示装置组装电路。
（2）实验过程
让学生按照N极插入、N极抽出、S极插入 ( http: / / www.21cnjy.com )、S极抽出的顺序进行实验，分别观察检流计指针的偏转方向，并记录感应电流方向。并在学案的图中画出感应电流方向。
在学生做实验时，教师应巡视，发现、处理学生实验中出现的各种问题。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
结果分析：
教师活动：大家很容易能看到，在不同 ( http: / / www.21cnjy.com )实验条件下感应电流的方向是不同的，但是通过上表很难看出它遵循什么规律。不好从感应电流直接入手，能不能换一个思路呢？
学生：之前条形磁铁与铝环的实验表明感应电流能产生磁场，我们可以通过研究感应电流的磁场来研究感应电流。
教师活动：电流的磁场我们是会判断的 ( http: / / www.21cnjy.com )，以感应电流的磁场为桥梁研究感应电流的方向可不可行呢？我们一起来看一下。在N极插入线圈过程中，条形磁铁的磁场方向向哪，磁场如何变化？
学生：方向向下，强度加强。
教师活动：螺线管中感应电流的磁场方向如何？
学生：向上。
教师活动：两个磁场方向什么关系？
学生：相反。
教师活动：在N极抽出线圈过程中，条形磁铁的磁场方向向哪，磁场如何变化？
学生：方向向下，强度减弱。
教师活动：螺线管中感应电流的磁场方向如何？
学生：向下。
教师活动：两个磁场方向什么关系？
学生：相同。
教师活动：条形磁铁的磁场向下加强，感应电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场向上，条形磁铁的磁场向下减弱，感应电流的磁场向下，感应电流的磁场好像有点什么作用。下面就请同学们研究S极插入、S极抽出这两种情况，看看有没有类似的结果。
学生：S极插入，条形磁铁的磁场向上加强，感应电流的磁场向下，S极抽出，条形磁铁的磁场向上减弱，感应电流的磁场向上。
教师活动：我们用一组图来示意一下。请同学们依据下图归纳感应电流磁场方向与条形磁铁的磁场的关系。
增加 减小 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 增加 减小
学生活动：学生分组讨论，教师巡回指导，然后由各组代表公布本组的成果并在全班进行交流，师生共同讨论。教师引导学生重点讨论“原磁场磁通量的变化”和“与方向的关系”两行，发现“阻碍”这一规律，尝试得出楞次定律。学生的结论多种多样，可能的结论有：
①感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
②感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化
③感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的哪个原因。
教师应充分肯定他们的结论，对出现的问题进行讨论、纠正。
总结：
当磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。
当磁铁抽出线圈时，穿过回路的磁通量减小，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小。
从因果关系上理解，可把楞次定律概括为“阻碍”。
楞次定律内容：感应电流应该具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3.重点强调
“阻碍”的含义：
教师：阻碍是不是意味着阻止？
学生：不是，磁铁插入线圈后，磁通量最终还是增加了。只是延缓原磁场的磁通量的变化。
教师：回到之前磁铁与铝环的实验，请试从力学角度分析楞次定律？
学生：磁铁靠近铝环，表现为排斥力，但并不能阻止靠近；磁铁远离铝环，表现为吸引力，也不能组织远离。
教师：这样，从力学角度，楞次定律还可总结为“来推去拉”。
教师：在磁铁接近铝环的过程中产生了感应电流，二感应电流是具有能量的，什么能量转化为电能了呢？
学生：机械能转化为电能。
教师：具体的说是机械能先转化为磁场能，再转化为电能，感应电流的产生的过程是遵守能量守恒定律的。
4.楞次定律应用
例题：法拉第最初发 ( http: / / www.21cnjy.com )现电磁感应现象的实验如右图所示，软铁环上绕有M和N两组线圈。当M线圈中电路开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
学生：当开关S闭合时，能得到电流是逆时针方向的（线圈以外电路中）
教师：为什么呢？
学生：根据安培定 ( http: / / www.21cnjy.com )则，在开关闭合瞬间，M线圈处磁场向上增强，那么通过线圈N的磁场是向下增强。根据楞次定律，感应电流的磁场应阻碍原磁场磁通量的增加，所以感应磁场的方向应与原磁场方向相反，为向上的。再感应电流的方向应该是逆时针的。
教师：非常正确！根据刚刚的解题过程，我们一起总结一下用楞次定律解决具体电磁感应问题的步骤：
（1）确定原磁场方向
（2）确定原磁场磁通量的变化，增大还是减小
（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
（4）根据安培定则确定感应电流方向
练习：根据楞次定律判断下图导体棒中感应电流的方向。 SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
甲 乙
学生：甲图，闭合电路中磁通量向里增加 ( http: / / www.21cnjy.com )，那么感应电流的磁场应该向外，由安培定则知，感应电流为逆时针，所以ab中的电流为b→a。乙图，闭合电路中磁通量向里减少，那么感应电流的磁场应该向里，由安培定则知，感应电流为顺时针，ab中的电流为b→a。
教师：像这样闭合电路部分导体切割磁感线产生的感应电流方向还可以用右手定则来判断，下面我们再来学习右手定则。
5、右手定则
教师活动：先让学生阅读课本，用之前的练习验证右手定则。
右手定则内容：伸开右手，使拇指与其余四 ( http: / / www.21cnjy.com )个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
练习
6、小结
这节课我们通过实验探究了楞次定律 ( http: / / www.21cnjy.com )，学会了用楞次定律处理一般电磁感应问题和导线切割磁感线问题的方法和步骤；学会了楞次定律与安培定则结合使用，使我们对电磁感应有了更深一层的理解和认识。
五、板书设计
§4.3楞次定律
一、楞次定律
1、内容：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、力学表述：阻碍、来推去拉。
能量表述：其他形式能转化为电能
二、右手定则
1、内容：伸开右手，使拇指与其余四个手 ( http: / / www.21cnjy.com )指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2、关键词：右手→穿入手心→拇指指向运动方向→四指所指的方向就是感应电流的方向
图2
一、三维目标
1．知识与技能
（1）掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
（2）培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
（3）掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2．过程与方法
（1）通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。
（2）通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
3．情感态度与价值观
在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律 ( http: / / www.21cnjy.com )的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
二、教学重点、难点
重点：（1）楞次定律的获得及理解。
（2）应用楞次定律判断感应电流的方向。
（3）利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
难点：楞次定律的理解及实际应用。
三、教学方法
实验探究，讲练结合
四、教学环节
1、课堂导入
教师活动：介绍右图所示实验器材（强调材质为铝）并演示实验，问学生实验现象。
学生：磁铁接近闭合的铝环时，闭合铝环远离 ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁被推开。磁铁离开闭合的铝环时，闭合铝环被吸引。而无论磁铁接近还是远离有缺口的铝环，有缺口的铝环都不动。
教师活动：磁铁并没有接触到闭合铝环，闭合铝环怎么就会运动了呢？
学生：磁铁的运动是闭合铝环内的磁通量发生变 ( http: / / www.21cnjy.com )化，产生感应电流，有由于电流具有磁效应，闭合铝环中的感应电流产生磁场与条形磁铁的磁场相互作用，导致了闭合铝环的运动。
教师活动：闭合铝环的运动时由感应电流产生的磁场引起的。那有缺口的铝环怎么就会运动了呢？
学生：电路没有闭合，不能产生感应电流。
教师活动：由此可见产生感应电流的条件就可以总结为什么呢？
学生：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
教师活动：上节课在做“向线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出”这一实验时，我们发现在不同情况下，电流计指正的偏转方向也是不同的，即感应电流方向是不同的。那么影响感应电流方向的因素是什么，由什么规律？我们今天就来探究这一问题。
2、课堂讲授
教师活动：介绍器材：电流计、螺线管、导线、条形磁铁和干电池。指导学生进行实验探究。
学生活动：
实验准备：利用干电池试触的方法确认电流方向与电流计指针偏转方向的关系。
进行实验:
（1）弄清实验原理，分组按右图所示装置组装电路。
（2）实验过程
让学生按照N极插入、N极抽出、S极插入 ( http: / / www.21cnjy.com )、S极抽出的顺序进行实验，分别观察检流计指针的偏转方向，并记录感应电流方向。并在学案的图中画出感应电流方向。
在学生做实验时，教师应巡视，发现、处理学生实验中出现的各种问题。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
结果分析：
教师活动：大家很容易能看到，在不同 ( http: / / www.21cnjy.com )实验条件下感应电流的方向是不同的，但是通过上表很难看出它遵循什么规律。不好从感应电流直接入手，能不能换一个思路呢？
学生：之前条形磁铁与铝环的实验表明感应电流能产生磁场，我们可以通过研究感应电流的磁场来研究感应电流。
教师活动：电流的磁场我们是会判断的 ( http: / / www.21cnjy.com )，以感应电流的磁场为桥梁研究感应电流的方向可不可行呢？我们一起来看一下。在N极插入线圈过程中，条形磁铁的磁场方向向哪，磁场如何变化？
学生：方向向下，强度加强。
教师活动：螺线管中感应电流的磁场方向如何？
学生：向上。
教师活动：两个磁场方向什么关系？
学生：相反。
教师活动：在N极抽出线圈过程中，条形磁铁的磁场方向向哪，磁场如何变化？
学生：方向向下，强度减弱。
教师活动：螺线管中感应电流的磁场方向如何？
学生：向下。
教师活动：两个磁场方向什么关系？
学生：相同。
教师活动：条形磁铁的磁场向下加强，感应电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场向上，条形磁铁的磁场向下减弱，感应电流的磁场向下，感应电流的磁场好像有点什么作用。下面就请同学们研究S极插入、S极抽出这两种情况，看看有没有类似的结果。
学生：S极插入，条形磁铁的磁场向上加强，感应电流的磁场向下，S极抽出，条形磁铁的磁场向上减弱，感应电流的磁场向上。
教师活动：我们用一组图来示意一下。请同学们依据下图归纳感应电流磁场方向与条形磁铁的磁场的关系。
增加 减小 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 增加 减小
学生活动：学生分组讨论，教师巡回指导，然后由各组代表公布本组的成果并在全班进行交流，师生共同讨论。教师引导学生重点讨论“原磁场磁通量的变化”和“与方向的关系”两行，发现“阻碍”这一规律，尝试得出楞次定律。学生的结论多种多样，可能的结论有：
①感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
②感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化
③感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的哪个原因。
教师应充分肯定他们的结论，对出现的问题进行讨论、纠正。
总结：
当磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。
当磁铁抽出线圈时，穿过回路的磁通量减小，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小。
从因果关系上理解，可把楞次定律概括为“阻碍”。
楞次定律内容：感应电流应该具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3.重点强调
“阻碍”的含义：
教师：阻碍是不是意味着阻止？
学生：不是，磁铁插入线圈后，磁通量最终还是增加了。只是延缓原磁场的磁通量的变化。
教师：回到之前磁铁与铝环的实验，请试从力学角度分析楞次定律？
学生：磁铁靠近铝环，表现为排斥力，但并不能阻止靠近；磁铁远离铝环，表现为吸引力，也不能组织远离。
教师：这样，从力学角度，楞次定律还可总结为“来推去拉”。
教师：在磁铁接近铝环的过程中产生了感应电流，二感应电流是具有能量的，什么能量转化为电能了呢？
学生：机械能转化为电能。
教师：具体的说是机械能先转化为磁场能，再转化为电能，感应电流的产生的过程是遵守能量守恒定律的。
4.楞次定律应用
例题：法拉第最初发 ( http: / / www.21cnjy.com )现电磁感应现象的实验如右图所示，软铁环上绕有M和N两组线圈。当M线圈中电路开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
学生：当开关S闭合时，能得到电流是逆时针方向的（线圈以外电路中）
教师：为什么呢？
学生：根据安培定 ( http: / / www.21cnjy.com )则，在开关闭合瞬间，M线圈处磁场向上增强，那么通过线圈N的磁场是向下增强。根据楞次定律，感应电流的磁场应阻碍原磁场磁通量的增加，所以感应磁场的方向应与原磁场方向相反，为向上的。再感应电流的方向应该是逆时针的。
教师：非常正确！根据刚刚的解题过程，我们一起总结一下用楞次定律解决具体电磁感应问题的步骤：
（1）确定原磁场方向
（2）确定原磁场磁通量的变化，增大还是减小
（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
（4）根据安培定则确定感应电流方向
练习：根据楞次定律判断下图导体棒中感应电流的方向。 SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
甲 乙
学生：甲图，闭合电路中磁通量向里增加 ( http: / / www.21cnjy.com )，那么感应电流的磁场应该向外，由安培定则知，感应电流为逆时针，所以ab中的电流为b→a。乙图，闭合电路中磁通量向里减少，那么感应电流的磁场应该向里，由安培定则知，感应电流为顺时针，ab中的电流为b→a。
教师：像这样闭合电路部分导体切割磁感线产生的感应电流方向还可以用右手定则来判断，下面我们再来学习右手定则。
5、右手定则
教师活动：先让学生阅读课本，用之前的练习验证右手定则。
右手定则内容：伸开右手，使拇指与其余四 ( http: / / www.21cnjy.com )个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
练习
6、小结
这节课我们通过实验探究了楞次定律 ( http: / / www.21cnjy.com )，学会了用楞次定律处理一般电磁感应问题和导线切割磁感线问题的方法和步骤；学会了楞次定律与安培定则结合使用，使我们对电磁感应有了更深一层的理解和认识。
五、板书设计
§4.3楞次定律
一、楞次定律
1、内容：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、力学表述：阻碍、来推去拉。
能量表述：其他形式能转化为电能
二、右手定则
1、内容：伸开右手，使拇指与其余四个手 ( http: / / www.21cnjy.com )指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2、关键词：右手→穿入手心→拇指指向运动方向→四指所指的方向就是感应电流的方向
图2