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(huì)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(duì)楞次定律的理解.
三、教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)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(qǐng)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(shí)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(shí)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(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反;
當(dāng)原磁通量減少時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)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(shí),電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.現(xiàn)在,我們?cè)賮砀鶕?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(chǎng)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(chǎng)的方向,便能夠確定感應(yīng)電流的`方向.
(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(qǐng)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(píng)價(jià)、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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng).因此,不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(shí),則沒有“變化”需要阻礙,故此時(shí)沒有感應(yīng)電流的磁場(chǎng),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(chǎng),在矩形線圈從左到右穿過的整個(gè)過程中,判斷感應(yīng)電流的方向
、 無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線旁有一個(gè)矩形線圈,當(dāng)線圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí),判斷感應(yīng)電流的方向
⑶ A、B兩個(gè)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(shí),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(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)的角度上看:電磁感應(yīng)的效果是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng);
、诶愦味墒悄芰渴睾愣稍陔姶鸥袘(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(chǎng),在螺線管上端為 極,這個(gè) 極將排斥外來的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng),條形磁鐵受此排斥力的作用而運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小,即動(dòng)能要減少;要維持其運(yùn)動(dòng)速度則需要有外力對(duì)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(chǎng)將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會(huì)愈來愈大.也就是說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(duì)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(dòng)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(chǎng)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng);
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):
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