《楞次定律》教學(xué)設計模板
一、教學(xué)目標
1、理解楞次定律的內容
2、理解楞次定律和能量守恒相符合
3、會(huì )用楞次定律解答有關(guān)問(wèn)題
4、通過(guò)實(shí)驗的探索,培養學(xué)生的實(shí)驗操作、觀(guān)察能力和分析、歸納、總結的邏輯思維能力.
二、教學(xué)重點(diǎn):
對楞次定律的理解.
三、教學(xué)難點(diǎn):
對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.
四、教學(xué)媒體:
1、計算機、電視機(或大屏幕投影);
2.、線(xiàn)圈、條形磁鐵、導線(xiàn)、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器.
五、課堂教學(xué)結構模式:
探究式教學(xué)
六、教學(xué)過(guò)程:
復習:
1、提問(wèn):產(chǎn)生感應電流的條件是什么?
電腦演示例題:請同學(xué)回憶右手定則的內容,并判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線(xiàn)時(shí)所產(chǎn)生感應電流的方向.
引入:
電腦設置新情景并提出問(wèn)題引起學(xué)生思考:如果用其它方式改變磁通量,從而產(chǎn)生感應電流,如何判斷感應電流的方向呢?
新課教學(xué)
(一)、通過(guò)舊知識給出新結論:
即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生的感應電流的方向給出結果:
當原磁通量增加時(shí)感應電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反;
當原磁通量減少時(shí)感應電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同.
(二)、學(xué)生實(shí)驗:實(shí)驗內容見(jiàn)附表一.
實(shí)驗準備
1、查明電流表指針的偏轉方向與電流方向的關(guān)系,搞清螺線(xiàn)管導線(xiàn)的繞向.
2、通過(guò)學(xué)生分析實(shí)驗結果和電腦的演示,使學(xué)生發(fā)現自己的實(shí)驗結果與上述結論相一致.
當穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中就有感應電流產(chǎn)生.現在,我們再來(lái)根據實(shí)驗的結果來(lái)得出判斷感應電流方向的規律.由于電流方向和它所形成的磁場(chǎng)方向是有確定的規律的,因此,如果能夠確定感應電流的磁場(chǎng)的方向,便能夠確定感應電流的方向.
附表:
動(dòng)作
原磁場(chǎng) 方向
(向上、向下)
原磁通量 變化情況
(增大、減小)
感應電流方向
。ǜ┮暎喉、逆時(shí)針)
感應電流磁場(chǎng) 方向
(向上、向下)
與 方向的關(guān)系 (相同、相反)
極向下插入
極不動(dòng)
極向上抽出
極向下插入
極不動(dòng)
極向上抽出
(三)、楞次定律內容的教學(xué)部分:
1、通過(guò)前人所做實(shí)驗的大量性來(lái)說(shuō)明此結論的普遍性.
2、通過(guò)電腦軟件模擬實(shí)驗過(guò)程, 進(jìn)一步分析實(shí)驗的結論, 根據實(shí)驗現象所反映的物理本質(zhì)的規律,請學(xué)生得出確定感應電流方向的具有普遍意義的規律并加以敘述,教師予以評價(jià)、修正,在此基礎上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內容:
電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
3、通過(guò)電腦演示,使學(xué)生進(jìn)一步理解“阻礙”和“變化”的含義.
感應電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應電流的磁場(chǎng).因此,不能認為感應電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應電流的磁場(chǎng)方向相反.
這里的“阻礙”體現為:當引起感應電流的磁通量增加時(shí),感應電流的磁場(chǎng)方向與引起感應電流的磁場(chǎng)方向相反,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的增加;當引起感應電流的磁通量減少時(shí),感應電流磁場(chǎng)方向與引起感應電流的磁場(chǎng)方向相同,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的減少;當回路中的磁通量不變時(shí),則沒(méi)有“變化”需要阻礙,故此時(shí)沒(méi)有感應電流的磁場(chǎng),也就沒(méi)有感應電流.
(四)、楞次定律的應用教學(xué)部分:
通過(guò)軟件教學(xué)模擬實(shí)驗過(guò)程,并加以引導,使學(xué)生獨立思考:
總結出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟.
練習部分:
、 方形區域內為勻強磁場(chǎng),在矩形線(xiàn)圈從左到右穿過(guò)的整個(gè)過(guò)程中,判斷感應電流的方向
、 無(wú)限長(cháng)通電直導線(xiàn)旁有一個(gè)矩形線(xiàn)圈,當線(xiàn)圈遠離直導線(xiàn)時(shí),判斷感應電流的方向
、 A、B兩個(gè)線(xiàn)圈套在一起,線(xiàn)圈A中通有電流,方向如圖,當線(xiàn)圈A中的電流突然增強時(shí),B中的感應電流方向如何?
(五)、定律的深化部分:
1、楞次定演示器進(jìn)行演示實(shí)驗引起學(xué)生的思考.
2、通過(guò)學(xué)生的討論和電腦軟件的演示對實(shí)驗現象進(jìn)行分析,得到實(shí)驗現象產(chǎn)生的原因.
3、深化:
從導體和磁體的相對運動(dòng)的角度上看:電磁感應的`效果是阻礙它們的相對運動(dòng);
、诶愦味墒悄芰渴睾愣稍陔姶鸥袘F象中的具體表現.
從能量轉換的角度來(lái)分析:螺線(xiàn)管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場(chǎng),在螺線(xiàn)管上端為 極,這個(gè) 極將排斥外來(lái)的條形磁鐵的運動(dòng),條形磁鐵受此排斥力的作用而運動(dòng)速度逐漸減小,即動(dòng)能要減少;要維持其運動(dòng)速度則需要有外力對磁鐵做功.可見(jiàn),電磁感應現象中線(xiàn)圈的電能是外部的機械能通過(guò)做功轉化而來(lái)的.因此,楞次定理與能量轉換與守恒規律是相符合的.
反之,我們可以設想一下,若感應電流方向與用楞次定理判斷得出的方向
相反,則螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會(huì )愈來(lái)愈大.也就是說(shuō)在電路獲得電能的同時(shí),磁鐵的動(dòng)能也增加了.這時(shí),對于電路和磁鐵組成的系統來(lái)說(shuō),它將找不到是由什么能量轉化而來(lái)的,電能和動(dòng)能是憑空產(chǎn)生了,這顯然與自然界最基本的規律之一—能量守恒定律相違背.
(六)、小結:
總結楞次定律的三種表述方式:
表述一:感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化;
表述二:導體和磁體發(fā)生相對運動(dòng)時(shí),感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對運動(dòng);
表述三:感應電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;
作業(yè): 書(shū)后練習
(七)、板書(shū)設計:
楞次定律及其應用
內容:
感應電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律.
應用:
判斷感應電流方向的步驟:
1確定原磁場(chǎng)方向;
2判斷穿過(guò)閉合電路磁通量的變化情況;
3根據楞次定律判斷感應電流的磁場(chǎng)方向;
4根據安培定則判斷感應電流的磁場(chǎng)方向.
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