2.1 楞次定律（教学设计）-【新教材精创】2020-2021学年高中物理新教材同步备课（人教版选择性必修第二册)

第二章 电磁感应 第1节 楞次定律 本节课是是本章的教学的重点和难点。本节课是以其中一个实验为研究对象进一步探究感应电流的方向，在探究过程中所涉及的因素很多，如原磁场的方向、磁通量变化、线圈的绕向、感应电流方向和感应电流的磁场方向，关系复杂，而且它们之间关系隐蔽，逻辑性和概括性很强，对高中二年级的学生来讲，学习起来有一定的难度。 物理观念：理解楞次定律的内容及实质. 科学思维：能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题 科学探究：体验楞次定律实验探究过程 科学态度与责任：感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。 1、教学重点：理解楞次定律的内容及实质，掌握利用楞次定律解决问题的方法 2、教学难点：引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向 线圈、磁铁、电流计、导线若干、多媒体课件等 知识回顾： 感应电流的产生条件是什么？ 只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生. （1）电路闭合 （2）磁通量发生变化 设置情景，引入课题 神奇的铜管 教师拿出一根铜管和一个小磁铁和铁块，请两位同学上台表演接物游戏，让男同学接住从铜管穿过的铁块，男同学接不住，然后把铁块偷偷换成强磁铁，让女同学去接住从铜管穿过的磁铁，结果女同学很轻易就接住了 教师提问：为什么男同学接不住而女同学可以接住？ 引导学生思考。 最后老师揭开谜底 教师提问：为什么磁铁通过铜管会变慢，如何解释这个现象？要解释这些让我们进入本堂课的学习 我们可以将铜管看成是无数匝线圈，现在进入我们今天的探究 猜想与假设： 在关于电磁感应的实验中，也许你已经注意到，不同情况下产生的感应电流的方向是不同的。那么，感应电流的方向由哪些因素决定?遵循什么规律?下面通过实验来探究这个问题。 一、影响感应电流方向的因素 实验准备 1、确定线圈的绕向 2、确定电表指针的偏转和电流方向的关系 实验探究 实验1：找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系 结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏。 实验2： 上面的实验用简单的图表示为： 学生开始实验，教师在教室巡视并对实验进行指导，对学生的结论进行启发提示。 教师提问：从刚才的探究实验中可以得出怎样的结论？ 选择典型的小组代表进行展示并鼓励 学生可能的实验结论：N极向下插入或S极向上抽出时，感应电流方向相同；N极向上抽出或S极向下插入时，感应电流方向相同。（可能） 教师启发引导：尝试用更有代表性的语言描述 这个结论大体可以描述磁通量变化和感应电流方向的关系，但是有没有更简洁和更具有普遍意义的描述，引导学生换一个角度思考这个问题，带领学生找到“中介”感应电流的磁场，让学生在表格中记录感应电流的磁场方向。 通过上面的探究对比，大家可以得出怎样的结论？ 引导学生得出结论：磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 教师引导学生分析感应电流的磁场对原磁通量的变化的作用，引导学生从阻碍的角度对它进行理解。 三、楞次定律 教师简单介绍楞次的生平，引导学生学习楞次敏锐的察觉能力和坚持不懈的精神。 1、内容： 感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 引导学生欣赏物理规律的简洁美。 教师提问：在楞次定律中大家觉得关键词是什么？ 阻碍 变化 2、对楞次定律的理解 教师启发引导：如何理解“阻碍”“变化”的含义： （1）谁在阻碍谁的变化？ 感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。 （2）如何阻碍？ 当磁通量增加时，阻碍磁通量增加；　当磁通量减少时，阻碍磁通量减少。带领学生最终总结出“增反减同” （3）能否阻止？  延缓了增加和减少磁通量的时间。 楞次定律符合能量守恒定律 从楞次定律可知，感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。 当把磁铁移进螺线管时，外力要克服磁铁和螺线管间的斥力做功，消耗机械能，产生的电能是从机械能转化而来的。 当让磁铁离开螺线管时，外力要克服磁铁和螺线管间的引力做功，消耗机械能，产生的电能是从机械能转化而来的。 ※判断感应电流方向的步骤： ①明确原磁场方向 ②明确穿过闭合电路磁通量是增加还是减少 ③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向 最后：利用安培右手定则判断感应电流方向 【例题1】法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？ 【例题2】如图2.1-5所示，在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？