楞次定律及其應(yīng)用

教學(xué)目標(biāo) 
知識目標(biāo)
理解楞次定律的內(nèi)容,初步掌握利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的方法；

能力及情感目標(biāo)
1、通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治鰵w納能力；
2、通過對科學(xué)家的介紹，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，不怕艱苦的學(xué)習(xí)態(tài)度.
3、從楞次定律的因果關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力.
4、從楞次定律的不同的表述形式，培養(yǎng)學(xué)生多角度認(rèn)識問題的能力和高度概括的能力.

教學(xué)建議

教材分析
楞次定律是高中物理中的重點(diǎn)內(nèi)容，由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多，只有對原磁場方向、原磁通量變化情況、感應(yīng)電流的磁場方向、以及安培定則和右手螺旋定則進(jìn)行正確的判定和使用，才能得到正確的感應(yīng)電流的方向.所以這部分內(nèi)容也是電學(xué)部分的一個難點(diǎn).為了突破此難點(diǎn)，可以通過教學(xué)軟件，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行形象化演示，將變化過程逐步分解，通過設(shè)疑——突破疑點(diǎn)——理解深化，由淺入深的進(jìn)行教學(xué).

教法建議
在復(fù)習(xí)部分，先讓學(xué)生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，用計(jì)算機(jī)動態(tài)模擬導(dǎo)體切割情景，讓學(xué)生順利地用右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向，馬上在原題的基礎(chǔ)上變切割為磁場增強(qiáng)，在此設(shè)疑：用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，還能用右手定則判斷嗎？如果不能，我們應(yīng)該用什么方法判斷呢？使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入新課教學(xué)中去.
在新課教學(xué)部分，充分運(yùn)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)和媒體資源分析相結(jié)合的教學(xué)方法，幫助學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律，了解規(guī)律，所設(shè)計(jì)的軟件緊密聯(lián)系實(shí)驗(yàn)過程，將動態(tài)演示和定格演示相結(jié)合，做到動中有靜，靜中有動，以達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方法所不能達(dá)到的效果.另外，在得到規(guī)律之后，為了突破難點(diǎn)，首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學(xué)生理解“阻礙”和“變化”的含義，然后重現(xiàn)剛才學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動態(tài)過程，讓學(xué)生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟，并提供典型例題，通過形成性練習(xí)，使學(xué)生會應(yīng)用新知識解決問題.
在對定律的深化部分，將演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生討論、軟件演示有機(jī)的結(jié)合起來，使學(xué)生從力學(xué)和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解.
建議本節(jié)課的教學(xué)方法為現(xiàn)代化教學(xué)手段---計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程 和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計(jì)算機(jī)模擬動態(tài)演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)討論、教師講解的方式達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo) .設(shè)計(jì)的軟件緊扣教學(xué)目標(biāo) ，為完成教學(xué)任務(wù)服務(wù)，充分突出現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢.

楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

一、教學(xué)目標(biāo) 

1、理解楞次定律的內(nèi)容

2、理解楞次定律和能量守恒相符合

3、會用楞次定律解答有關(guān)問題

4、通過實(shí)驗(yàn)的探索，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、觀察能力和分析、歸納、總結(jié)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(jì)算機(jī)、電視機(jī)（或大屏幕投影）；

2.、線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計(jì)、楞次定律演示器.  

五、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)模式：探究式教學(xué)

六、教學(xué)過程 ：

復(fù)習(xí)：

1、提問：產(chǎn)生感應(yīng)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(nèi)容，并判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時所產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向.

引入：

電腦設(shè)置新情景并提出問題引起學(xué)生思考:如果用其它方式改變磁通量，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，如何判斷感應(yīng)電流的方向呢？

新課教學(xué)

（一）、通過舊知識給出新結(jié)論：

即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向給出結(jié)果：

當(dāng)原磁通量增加時感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反；

當(dāng)原磁通量減少時感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同.

（二）、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見附表一.

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系，搞清螺線管導(dǎo)線的繞向.   

2、通過學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和電腦的演示,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)論相一致.

當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.現(xiàn)在，我們再來根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來得出判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律.由于電流方向和它所形成的磁場方向是有確定的規(guī)律的，因此，如果能夠確定感應(yīng)電流的磁場的方向，便能夠確定感應(yīng)電流的方向.

附表：

（三）、楞次定律內(nèi)容的教學(xué)部分：

1、通過前人所做實(shí)驗(yàn)的大量性來說明此結(jié)論的普遍性.

2、通過電腦軟件模擬實(shí)驗(yàn)過程, 進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論, 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律，請學(xué)生得出確定感應(yīng)電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述，教師予以評價、修正，在此基礎(chǔ)上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內(nèi)容：

電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化

3、通過電腦演示,使學(xué)生進(jìn)一步理解“阻礙”和“變化”的含義.

感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場.因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場的方向和引起感應(yīng)電流的磁場方向相反.

這里的“阻礙”體現(xiàn)為：當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反，感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的增加；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時，感應(yīng)電流磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同，感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的減少；當(dāng)回路中的磁通量不變時，則沒有“變化”需要阻礙，故此時沒有感應(yīng)電流的磁場，也就沒有感應(yīng)電流.

（四）、楞次定律的應(yīng)用教學(xué)部分：

通過軟件教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)過程,并加以引導(dǎo),使學(xué)生獨(dú)立思考：

總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟.

練習(xí)部分：
⑴ 方形區(qū)域內(nèi)為勻強(qiáng)磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中，判斷感應(yīng)電流的方向

⑵ 無限長通電直導(dǎo)線旁有一個矩形線圈，當(dāng)線圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時，判斷感應(yīng)電流的方向

⑶ A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當(dāng)線圈A中的電流突然增強(qiáng)時,B中的感應(yīng)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(yàn)引起學(xué)生的思考.

2、通過學(xué)生的討論和電腦軟件的演示對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.

3、深化:

從導(dǎo)體和磁體的相對運(yùn)動的角度上看:電磁感應(yīng)的效果是阻礙它們的相對運(yùn)動;

②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).

從能量轉(zhuǎn)換的角度來分析：螺線管中用楞次定理得出的感應(yīng)電流所形成的磁場，在螺線管上端為 極，這個 極將排斥外來的條形磁鐵的運(yùn)動，條形磁鐵受此排斥力的作用而運(yùn)動速度逐漸減小，即動能要減少；要維持其運(yùn)動速度則需要有外力對磁鐵做功.可見，電磁感應(yīng)現(xiàn)象中線圈的電能是外部的機(jī)械能通過做功轉(zhuǎn)化而來的.因此，楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的.

反之，我們可以設(shè)想一下，若感應(yīng)電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反，則螺線管的磁場將與條形磁鐵相互吸引，這樣條形磁鐵的速度會愈來愈大.也就是說在電路獲得電能的同時，磁鐵的動能也增加了.這時，對于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來說，它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的，電能和動能是憑空產(chǎn)生了，這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背.

（六）、小結(jié)：

總結(jié)楞次定律的三種表述方式：

表述一：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化；

表述二：導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對運(yùn)動時，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙相對運(yùn)動；

表述三：感應(yīng)電流的方向，總是阻礙引起它的原電流的變化；

作業(yè) :  書后練習(xí)

（七）、板書設(shè)計(jì) :