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4.3 楞次定律
一.教材分析
本节教材为:普通高中课程标准实验教科书选修3-2第四章第三节.楞次定律。内容讲述的是感应电流(感应电动势)方向的规律。教材是在初中磁场知识和对电磁感应简单认识的基础上,利用高中已学过的知识,较为深入的研究磁转化为电的规律,研究电场、磁场的统一性。这些内容,在高中物理教材中占有重要地位。
二.教学目标
知识与技能:
(1)理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判定感应电流方向,解答有关问题。
(2)掌握右手定则,认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。
(3)会用楞次定律解决相关问题。
过程与方法:
(1)体会科学探索的过程特征,领悟科学思维方法。
(2)体验楞次定律实验探究过程,提高分析、归纳、概括及表述的能力。
情感态度与价值观:
了解楞次定律的发现过程,让学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦,培养学生热爱科学的精神。通过对决定感应电流方向的因素探究,激发学生的求知欲望,培养严谨求实的科学态度。
三.重点难点
重点:理解楞次定律并能利用其判断感应电流的方向,对楞次定律“阻碍变化”的理解。
难点:对楞次定律“阻碍变化”的理解。
关键:楞次定律探究实验
四、教具
实验器材:灵敏电流计、螺线管或线圈(外面有明显的绕向标志)、条形磁铁、导线、计算机,自制课件,摄像投影仪。
教学过程
复习引入,引出课题
1831 年法拉第发现了电磁感应现象,我们现在已经知道发生电磁感应的条件是磁通量发生变化。老师演示上节课的实验,分别把磁铁插入和拔出,验证磁通量变化可以产生电流。再次插入和拔出,让学生注意观察两次有什么不同。
学生:不同动作情况下电流指针的偏转方向不同,及电流方向不同。
那么感应电流的方向由哪些因素决定呢?这节课我们体验楞次当年的研究。
提出猜想
学生利用提供的器材(和老师的演示实验器材一样)体验并观察,自己猜想,感应电流的方向由哪些因素有关。
学生思考后得出:
1、与线圈的缠绕方法有关;
2、与磁铁的运动方式有关
3、与原某某的方向有关;
。。。。。。。。。。。。。。。。
实验方案
提供的器材:磁铁,灵敏电流计,若干导线,滑动变阻器,干电池,缠绕好的线圈
让同学们根据提供的器材,以及前面的猜想设计实验。
分组探究
1、 先从最简单的入手,也是学生容易想到的入手
学生草图记录如下:
学生总结归纳电流方向与磁铁运动的关系时,会发现只能判断出灵敏电流计的指针偏转,无法判断方向。
接着学生思考寻找磁针偏转与电流方向的关系。老师同时引导,
具体方法:给电流计一个已知方向的电流,看电流计的指针如何偏转。
实验电路:
2、引导学生总结,只从磁铁的运动并不能找到规律,再次引导学生从磁通量分析,但是
我们还是很难概括出两者之间的关系。这时引导学生,我们可不可以通过一个“中介”——“感应电流的磁场”来表达这种关系。
让学生在已画的草图上利用右手螺旋定则判断出感应电流磁场的方向,此时学生必须注意线圈的绕向,并引导学生还有一个磁场,画出原某某的方向。他们的磁场有时相同,有时相反,此时仍然无法概括出规律。此时让学生把我们的分析结果综合起来。
操作[来源:Z.xx.k.Com]
原某某方向
原磁通量变化
感应电流方向
感应电流磁场方向
与方向关系
向下
增加
“+”入 “-”出
向上
相反
向下
减小
“-”入 “+”出
向下
相同
向上
增加
“-”入 “+”出
向下
相反
向上[来源:***]
减小
“+”入 “-”出
向上
相同
3、探究结论
学生归纳总结规律,老师引导。
当磁通量XXXXX增大时→B1与B2反向→阻碍磁通量XXXXX增大
当磁通量XXXXX减小时→B1与B2同向→阻碍磁通量XXXXX减小
用简洁的一句话归纳出结论——楞次定律
楞次定律——感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
五、规律应用
课本例1:重温法拉第最初发现电磁感应现象的实验图
如图所示,软环上绕有M、N两个线圈,当M线圈
电路的开关断开的瞬间,N线圈中的感应电流沿什么方向?
让学生自己判断,老师给与指导后,让学生自己总结
运动楞次定律判定感应电流方向的思路。
老师给出的参考思路如下:
[来源:***
当堂练习 :课后练习1、2
教师巡视,注意发现学生的普遍问题,并将一些典型错误用实物投影仪投影到屏幕上,进行点评,及时纠错。
3、小实验(课后练习6)
(出示楞次定律演示仪,见图)这个装置有两个很轻的铝环,其中一个是闭合的,另一个是断开的。用横梁支某某,可以在支座上自由转动。
学生思考回答问题。
在学生回答后,由老师演示实验,加以验证
最后由老师作出理论解释:电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动;
接着老师引导学生分析前面学生做的实验
楞次定律的另一种描述:感应电流在磁场中总是阻碍两者之间的相对运动。
利用楞次定律分析闭合导线的部分导体在做切割磁感线运动时的感应电流方向。
学生分析判断,老师给与讲评,引导学生我们可以用右手来记忆
切割磁感线时产生的感应电流方向——右手定则:伸出右手,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
从掌心进入,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。
巩固练习:课后练习3
六、小结:
本课我们学习了研究感应电流方向的实验定律——楞次定律:
它的内容是:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
掌握定律的关键是理解“阻碍”的含义:简记为:增反减同。
因定律涉及到两种磁场,所以要注意区分:产生感应电流的“原某某”和感应电流的磁场。
运用楞次定律解题的步骤:
(1)明确原某某的方向;
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少;
(3)根据楞次定律,判定感应电流的磁场方向;
(4)利用安培定则判定感应电流的方向.
右手定则可看作是楞次定律的特殊情况.
楞次定律符合能的转化和守恒定律
七:作业:
1、阅读教材
2、 课后练习4、5、7
3、 查资料了解楞次的生平及成就
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