2.1 楞次定律 教学设计（表格式）

楞次定律（高中物理人教版选修二第二章第1节第2课时）
教材分析
楞次定律是本章教学的重点和难点。涉及的因素多，如磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向、电流方向、安培力等，关系复杂；规律隐蔽性强，如有很强的抽象性和概括性；同时本节又是交变电流、电磁振荡和电磁波学习的基础。教材从磁通量变化产生感应电流、相对运动、能量守恒等角度阐述了楞次定律，很好地体现了电和磁的关系。
学情分析
第1课时中，学生由分组实验进行探究得到楞次定律，对原磁场、磁通量变化、感应磁场的分析有了一定的基础。但对阻碍的形式和阻碍的本质均未能体验。通过前面的学习，学生能够判断感应电流的方向、安培力的方向，已掌握了学习本节课所需要的知识储备。
设计理念
以条形磁铁和闭合螺线管这个物理模型贯穿整节课，主要探究闭合回路“怎样阻碍”磁通量的变化，“为什么阻碍”磁通量的变化。建构物理模型，让学生运用楞次定律的内容判断感应电流的方向，并总结出判断的方法——“增反减同”，体验感应电流的磁场通过“与原磁场方向相同或者相反”来阻碍磁通量的变化。再由实验探究和理论探究相结合的方法，从动力学的角度，体验感应电流通过“来拒去留”和“增缩减扩”来阻碍磁通量的变化，知道阻碍是感应电流受到的安培力的体现。重视科学探究过程，培养学生物理学科核心素养。最后通过条形磁铁自由穿过闭合螺线管这个情景的创设，从能量的角度说明，阻碍的根本原因是能量守恒在电磁感应中的具体表现。设计的最后是学以致用，突出物理规律在技术、生活领域的应用。教学流程图如下：
教学目标
1.创设真实情境，运用楞次定律判断感应电流的方向2.通过实验，建构物理模型，从磁通量变化、相对运动、能量守恒三个方面理解、掌握楞次定律3.应用实验和理论相结合的方法，从动力学和能量守恒的角度理解楞次定律本质4.通过运用演示，培养科学态度与责任
教学重点、难点：
楞次定律的理解与运用
教学方法
问题教学法、讲授法、讨论法、实验探究法、理论探究法、比较总结法
教学准备
多媒体课件 强条形磁铁 闭合螺线管 DIS实验设备 铁架台 电磁驱动演示器
教学过程：
步骤 教师活动 学生活动 设计目的
新课引入 复习引入： 楞次定律的内容如何表述？提问： 该内容的关键词是什么？关键词是？ 阻碍谁在阻碍？ 感应电流的磁场阻碍什么？ 磁通量的变化 怎样阻碍？这是本节课重点探讨的问题。 回忆楞次定律的内容并理解 引出问题，明确本节课的主题
新课教学 一、楞次定律判断感应电流的方向 试判断下列四种情况中，感应电流的方向，体会感应电流的磁场怎样阻碍磁通量的变化，并完成表格1图1表格1磁铁运动N极向下插入N极向下拔出S极向下插入S极向下拔出磁通量变化原磁场方向感应磁场方向感应电流方向（俯视）楞次定律的表现之一若已知磁通量的变化情况及原磁场的方向，根据楞次定律可以确定感应磁场的方向，再由右手螺旋定则判断出感应电流的方向。穿过闭合回路的磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的原磁场反向，试图“抵消”磁通量的增大；穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与引起感应电流的原磁场同向，试图“补偿”磁通量的减小。将其概括为“增反减同”。二、从动力学的角度理解楞次定律感应电流在条形磁铁的磁场中会受到安培力，该力会对螺线管有什么影响？ 1、实验探究 如图2所示，磁铁和改装过的闭合螺线管之间没有吸引力或者排斥力。力传感器放置在塑胶平板的正下方，其示数可由屏幕显示出来。将螺线管放置在塑胶平板上，将力传感器调零。当螺线管受到向下的作用力时力传感器示数为负值，螺线管受到向上的作用力时，力传感器的示数为正值。将磁铁插入闭合螺线管，磁铁和螺线管间没有接触和摩擦。将磁铁拔出或插入螺线管，观察力传感器的示数变化，完成表格2。 图2表格2磁体运动N极插入N极拔出S极插入S极拔出力传感器示数的正负螺线管受到作用力的方向磁铁和螺线管之间的相互作用实验结论 实验结论：螺线管抗拒磁铁的靠近，挽留磁铁的离去2、理论分析如图3所示，以条形磁铁N极向下插入闭合螺线管为例，分析螺线管刨面图中P、Q位置受到的安培力。此时位置P的感应电流垂直平面向外，磁场方向是过P点的磁感线的切向方向，由左手定则可知，位置P受到的安培力垂直于磁场方向斜向右下方。同样的分析可知，位置Q受到安培力的方向是垂直于磁场方向斜向左下方。依此类推，螺线管受到斜向管内侧的安培力，该安培力产生了两种作用效果：使螺线管抗拒磁铁的靠近和使线圈有向里收缩的趋势。改变磁极的方向或者改变磁铁运动的方向，螺线管中的位置P、Q受到的安培力又是怎样的？图3表格3磁铁运动情况N极向下插入N极向下拔出S极向下插入S极向下拔出磁铁和线圈相互作用线圈的运动趋势阻碍的表现形式 小结： 磁铁靠近使穿过闭合螺线管的磁通量增大，从而产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量增大，因此一方面通过远离磁铁的靠近来减少磁通量的增大，另一方面通过缩减有效面积来减少磁通量的增大。相反的，当磁铁离开螺线管时，它通过“挽留”和“扩大有效面积”的方式来减少磁通量的减少。这是阻碍的表现形式--来拒去留、增缩减扩 三、从能量守恒的角度理解楞次定律 不论“增反减同”、“来拒去留”，还是“增缩减扩”，都是感应电流的磁场阻碍磁通量变化的表现形式。最终，磁通量还是变化了，感应电路还是产生了。因此，我们说感应电流“阻碍”磁通量的变化，而不能“阻止”磁通量的变化。为什么总是阻碍磁通量的变化呢？创设情境 在一水平、固定的闭合螺线管上方，有一条形磁铁由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触。 图4提问：磁铁靠近闭合螺线管，螺线管中产生感应电流，其电能如何变化？磁铁的机械能如何变化？螺线管对磁铁做正功还是负功？螺线管对磁铁的作用力方向是怎样的？磁铁远离闭合螺线管，螺线管中产生感应电流，其能量如何变化？磁铁的机械能如何变化？螺线管对磁铁做正功还是负功？螺线管对磁铁的作用力方向是怎样的？ 小结：楞次定律中“阻碍”的本质是能量守恒在电磁感应中的体现。 运用楞次定律判断感应电流的方向完成表格1的相关内容，总结利用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤。并根据判断的结果总结出楞次定律的表现形式之一：增反减同观察力传感器的示数变化，完成表格2的相关内容应用磁场的相关知识和左手定则，从理论的角度分析“阻碍”，完成表格思考、讨论，得出结论 借助上节课楞次定律的探究装置，从理论上运用楞次定律，体现课程的连贯性和一致性提高学生实验观察的能力和归纳总结的能力加强体验性实验的教学，培养学生的实验创新能力将抽象的知识具体化，突破教学难点一个实验结论形成后，常需要从理论上审视它，它不应该跟已有的理论相矛盾。否则，或者是理论存在问题，或者是做这个实验时出现了差错。这是一种形式的评估理论探究和实验探究相结合，体现知识形成的科学性和严谨性从本质理解楞次定律，体现知识的归一思想
学以致用 演示实验：电磁驱动演示器转动U形磁铁，可自由转动的铝框会跟着磁铁一起转动。这是回路阻碍磁通量变化的哪种表现形式？应用举例：摩托车的磁性测速表（电磁驱动）移开U形磁铁，让铝框自由转动，再将磁铁靠近，可见铝框很快就停止转动。你能否从能量的角度解释现象？应用举例：灵敏电流计的短路保护（电磁阻尼） 观察现象，解释现象 突出物理知识及概念在技术、社会领域的应用
课堂小结 我们这节课学习了哪些知识？ 学生自己总结、整理 让学生整体把握本节课知识要点
板书设计 第3节 楞次定律 一、内容 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 二、理解 感应磁场阻碍磁通量的变化怎样阻碍？ 增反减同--判断感应电流的方向 来拒去留--判断磁铁和回路的相对运动（趋势） 增缩减扩--判断闭合回路的形变（趋势）三、本质 能量守恒在电磁感应现象中的体现四、应用举例
能量守恒
转动也是阻碍的形式
实验探究
理论探究
来拒去留
增缩减扩
判断感应电流的方向
从动力学的角度探究阻碍的原因
学以致用
知识回顾
建构模型
多媒体展示
从能量的角度分析阻碍的原因
增反减同
DIS实验装置
创设情境
演示实验
力传感器
A
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F1
F2
F安
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