楞次定律及其應用

教學目標 
知識目標
理解楞次定律的內容,初步掌握利用楞次定律判斷感應電流方向的方法；

能力及情感目標
1、通過學生實驗，培養學生的動手實驗能力、分析歸納能力；
2、通過對科學家的介紹，培養學生嚴肅認真，不怕艱苦的學習態度.
3、從楞次定律的因果關系，培養學生的邏輯思維能力.
4、從楞次定律的不同的表述形式，培養學生多角度認識問題的能力和高度概括的能力.

教學建議

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

教法建議
在復習部分，先讓學生明確閉合電路的磁通量發生變化可以產生感應電流，用計算機動態模擬導體切割情景，讓學生順利地用右手定則判斷出感應電流的方向，馬上在原題的基礎上變切割為磁場增強，在此設疑：用這種方法改變磁通量所產生的感應電流，還能用右手定則判斷嗎？如果不能，我們應該用什么方法判斷呢？使學生帶著疑問進入新課教學中去.
在新課教學部分，充分運用學生實驗和媒體資源分析相結合的教學方法，幫助學生自己發現規律，了解規律，所設計的軟件緊密聯系實驗過程，將動態演示和定格演示相結合，做到動中有靜，靜中有動，以達到傳統教學方法所不能達到的效果.另外，在得到規律之后，為了突破難點，首先利用軟件演示和教師講解相結合的方法幫助學生理解“阻礙”和“變化”的含義，然后重現剛才學生實驗的動態過程，讓學生自己總結出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟，并提供典型例題，通過形成性練習，使學生會應用新知識解決問題.
在對定律的深化部分，將演示實驗、學生討論、軟件演示有機的結合起來，使學生從力學和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解.
建議本節課的教學方法為現代化教學手段---計算機與傳統的教學方法進行有機的結合,以實現教學過程 和效果的優化為宗旨,采用計算機模擬動態演示、學生實驗討論、教師講解的方式達到預定的教學目標 .設計的軟件緊扣教學目標 ，為完成教學任務服務，充分突出現代化教學手段的優勢.

楞次定律的教學設計方案

一、教學目標 

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、會用楞次定律解答有關問題

4、通過實驗的探索，培養學生的實驗操作、觀察能力和分析、歸納、總結的邏輯思維能力.

二、教學重點：對楞次定律的理解.

三、教學難點 ：對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.

四、教學媒體：

1、計算機、電視機（或大屏幕投影）；

2.、線圈、條形磁鐵、導線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器.  

五、課堂教學結構模式：探究式教學

六、教學過程 ：

復習：

1、提問：產生感應電流的條件是什么?

電腦演示例題：請同學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時所產生感應電流的方向.

引入：

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

新課教學

（一）、通過舊知識給出新結論：

即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線而產生的感應電流的方向給出結果：

當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反；

當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場方向相同.

（二）、學生實驗：實驗內容見附表一.

實驗準備

1、查明電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系，搞清螺線管導線的繞向.   

2、通過學生分析實驗結果和電腦的演示,使學生發現自己的實驗結果與上述結論相一致.

當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，電路中就有感應電流產生.現在，我們再來根據實驗的結果來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的方向，便能夠確定感應電流的方向.

附表：

（三）、楞次定律內容的教學部分：

1、通過前人所做實驗的大量性來說明此結論的普遍性.

2、通過電腦軟件模擬實驗過程, 進一步分析實驗的結論, 根據實驗現象所反映的物理本質的規律，請學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、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：

電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化

3、通過電腦演示,使學生進一步理解“阻礙”和“變化”的含義.

感應電流的磁場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.因此，不能認為感應電流的磁場的方向和引起感應電流的磁場方向相反.

這里的“阻礙”體現為：當引起感應電流的磁通量增加時，感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反，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，感應電流磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同，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，則沒有“變化”需要阻礙，故此時沒有感應電流的磁場，也就沒有感應電流.

（四）、楞次定律的應用教學部分：

通過軟件教學模擬實驗過程,并加以引導,使學生獨立思考：

總結出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟.

練習部分：
⑴ 方形區域內為勻強磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中，判斷感應電流的方向

⑵ 無限長通電直導線旁有一個矩形線圈，當線圈遠離直導線時，判斷感應電流的方向

⑶ A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當線圈A中的電流突然增強時,B中的感應電流方向如何?

（五）、定律的深化部分:

1、楞次定演示器進行演示實驗引起學生的思考.

2、通過學生的討論和電腦軟件的演示對實驗現象進行分析,得到實驗現象產生的原因.

3、深化:

從導體和磁體的相對運動的角度上看:電磁感應的效果是阻礙它們的相對運動;

②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的具體表現.

從能量轉換的角度來分析：螺線管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場，在螺線管上端為 極，這個 極將排斥外來的條形磁鐵的運動，條形磁鐵受此排斥力的作用而運動速度逐漸減小，即動能要減少；要維持其運動速度則需要有外力對磁鐵做功.可見，電磁感應現象中線圈的電能是外部的機械能通過做功轉化而來的.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來說，它將找不到是由什么能量轉化而來的，電能和動能是憑空產生了，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：導體和磁體發生相對運動時，感應電流的磁場總是阻礙相對運動；

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 :  書后練習

（七）、板書設計 :