高中物理人教版选修3-2教案　4．3《楞次定律》

楞次定律
一教学目标
1．知识与技能
（1）掌握导体切割磁感线的情况下产生的感应电动势．
（2）掌握穿过闭合电路的磁通量变化时产生的感应电动势．
（3）了解平均感应电动势和感应电动势的即时值．
2．过程与方法
通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力．
3．情感态度价值观
运用能的转化和守恒定律来研究问题，渗透物理思想的教育．
二教学重点难点
1．重点
总结实验得出楞次定律及初步应用楞次定律判定感应电流的方向。
2．难点
对演示实验现象分析、归纳、总结出楞次定律。应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤。
3．疑点
定律中“阻碍原磁场磁通量的变化”应如何理解？
4．解决办法
做实验时，启发学生积极思考，边实验，边提问，边观察，边总结，提高学生的学习积极性，培养学生探索、学习的能力。
三教学准备
条形磁铁、线圈、立式电流表、电池、导线、开关、挂图。
四引入新课

图1
[事件1]
教学任务：创设情景，导入新课。
师生活动：
让学生将仪器按如图1所示的电路连接好。
【演示】分别将条形磁铁的N极插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转方向，再分别将条形磁铁S极插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转方向。
观察并思考：分别将条形磁铁N极插入线圈、拔出线圈时电流表指针偏转的方向与分别将条形磁铁S极插入线圈、拔出线圈时电流表指针的偏转方向有什么不同？
根据观察到的现象，引导学生针对产生的感应电流方向提出问题，然后将学生提出的问题归纳为：感应电流的方向与哪些因素有关？怎样判断感应电流的方向？——进而引出本节课题——楞次定律。
五讲授新课
[事件2]
教学任务：提出猜想与假设。
讨论并猜测：根据事件1演示中观察到的现象，猜想感应电流的方向可能跟哪些因素有关。
知识回顾：感应电流的产生与什么因素有关？
问题引导：感应电流的方向是否也与磁通量的变化有关？
学情预测：学生讨论后，总结归纳出影响感应电流方向的有关因素可能有两个：磁通量的变化及原磁场的方向。
[事件3]
教学任务：设计探究方案。
师生活动：
设计并交流：对学生提出要求——在学生明确了实验探究的目的后，就可以根据提出的猜想和已有的知识，自行确定实验原理，并设计自己的实验方案；而且与同组同学交流自己的设计方案，交流讨论后进一步修改、完善设计方案和探究方法。
学情预测：学生讨论后的方案不外乎以下四种情况：

[事件4]
教学任务：感应电流方向的判断。
师生活动：
问题引导：电流方向通过灵敏电流表指针偏转方向来显示，故应先判别电流方向与灵敏电流表指针偏转方向之间的关系，如何判别？
思考并讨论：同学根据已有知识，思考并相互讨论判别电流方向与灵敏电流表指针偏转方向之间关系。
学情预测：学生思考交流后基本会得到以下方法，判别指针偏转与电流方向间关系。

学生实验：按照以上两种电路图连接线路，进行判断并进行记录。
[事件5]
教学任务：进行实验与收集数据。
师生活动：
【分组实验】 1.根据事件4中的方法确定指针偏转方向与电流方向间的关系。
2．根据事件2中设计的甲、乙、丙、丁四个方案分别进行实验，引导学生设计类似制作下列表格，并将实验及记录情况填入。
序号 甲 乙 丙 丁
操作
原磁场的方向
原磁场磁通量的变化
感应电流的方向
感应电流磁场的方向
感应电流磁场与原磁场方向的关系
结论：感应电流方向跟磁通量的变化及原磁场的方向有关。
[事件6]
教学任务：分析现象，寻找感应电流方向与原磁场方向及磁通量变化之间的规律。
师生活动：
问题引导：1.根据记录的现象，能否分析得出感应电流的方向与原磁场的方向及磁通量变化间的规律？
2．如果不能直接找到感应电流与原磁场及磁通量变化之间的规律，是否可以在相同的物理量之间寻找规律——即找感应电流产生的磁场与原磁场及其磁通量变化之间的规律？
讨论总结：寻找感应电流产生的磁场与原磁场及其磁通量变化之间的规律。
结论：磁通量增加时，感应电流的磁场方向总跟原磁场方向相反(增则反)，磁通量减少时，感应电流的磁场方向总跟原磁场方向相同(减则同)。
[事件7]
教学任务：抽象概括，总结规律。
师生活动：
思考与讨论：“增则反，减则同”——说明感应电流所产生的磁场对在产生感应电流的过程中对原磁场的磁通量的变化起了什么样的作用？
问题提示：“增则反，减则同”——是否可以把这一关系概括为“阻碍”变化？
结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。
[事件8]
教学任务：深化理解，巩固提高。
问题引导：
①从感应电流磁场方向跟原磁场方向的关系理解“阻碍”的含义。
②从磁铁跟线圈相对运动的角度，理解阻碍的含义。
③从能量转化的角度理解“阻碍”的含义。
思考与讨论：引导学生从不同方面思考讨论“阻碍”的含义。
结论：
①从感应电流的磁场方向跟原磁场方向的关系理解“阻碍”的含义：“增则反，减则同”。
②从磁铁跟线圈相对运动的角度，理解阻碍的含义：磁铁跟感应电流间的相互作用力，总是阻碍它们间的相对运动，即“来则拒，去则留”。
③从能量转化的角度理解“阻碍”的含义：通过这种“阻碍”作用，把其他形式的能量转化为电能，“阻碍”正是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
[事件9]
教学任务：右手定则。
问题引导：对导体切割磁感线的情况也可以用右手定则判断感应电流的方向，应该怎样使用？
分析与讨论：结合左手定则判断安培力的方法和上题中用楞次定律判断出的感应电流的方向，分析总结右手定则的使用方法。
结论：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
课堂训练

如图，导体棒放在匀强磁场中，当导体棒AB匀速向右运动时，判断AB棒中感应电流的方向及灵敏电流表指针偏转方向。(电流从哪侧进，指针往哪侧偏)
答案：由A到B；向左偏。
总结：学生自主总结运用楞次定律解题的思路：
1．确定引起感应电流的磁场的方向(原磁场方向)。
2．分析引起感应电流的磁通量的变化(原磁通量变化)。
3．利用楞次定律确定感应电流产生的磁场的方向(感应磁场方向)。
(1)原磁通量增加感应磁场与原磁场方向相反。
(2)原磁通量减少感应磁场与原磁场方向相同。
4．用安培定则确定感应电流的方向。
课堂巩固与反馈　　　　　
[事件10]
教学任务：形成性测试：学生独立完成。时间：4分钟
1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是(　　)
A．阻碍引起感应电流的磁通量
B．与引起感应电流的磁场反向
C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．与引起感应电流的磁场方向相同

2．如下图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有(　　)
A．闭合电键K
B．闭合电键K后，把R的滑片向右移
C．闭合电键K后，把P中的铁芯从左边抽出
D．闭合电键K后，把Q靠近P

3．如下图所示，当开关S由1搬至2，通过电阻R的感应电流的方向 (　　)
A．由a→bB．由b→a
C．先由a→b，后由b→aD．先由b→a，后由a→b

4．如下图所示，平行导体滑轨MM′、NN′水平放置，固定在匀强磁场中，磁场的方向与水平面垂直，方向向下，滑线AB、CD横放其上并静止，形成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为(　　)

A．电流方向沿ABCD；受力方向向右 B．电流方向沿ABCD；受力方向向左
C．电流方向沿ADCB；受力方向向右 D．电流方向沿ADCB；受力方向向左

5．如图所示，有一弹性金属环，将条形磁铁插入环中或从环中拔出时，环所围面积变化情况是(　　)

A．插入环面积增大，拔出环面积减小
B．插入环面积减小，拔出环面积增大
C．插入或拔出，环面积都增大
D．插入或拔出，环面积都减小
答案：1.C　2.AD　3.B　4.C　5.B
六课堂小结
[事件11]
教学任务：引导学生从知识、方法、情感三个方面小结本节课的学习活动。使学生认识到，楞次定律反映了感应电流的磁场方向与原磁场方向之间的关系、磁场对感应电流受到的安培力与相对运动之间的关系和电磁感应现象中的能量转化关系。

七板书设计
3楞次定律
一、楞次定律
1．感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这就是楞次定律。
2．对“阻碍”的理解
(1)感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化
(2)感应电流受到的安培力阻碍导体的相对运动
(3)把其他形式的能转化为电能
3．使用方法
(1)明确原磁场的方向
(2)分析磁通量的变化
(3)确定感应电流的磁场方向
(4)确定感应电流的方向
二、右手定则
伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从手心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。