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1、2022年高中物理《電磁感應(yīng): 楞次定律》教案 選修3-2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過觀察演示實(shí)驗(yàn),探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律.
2.掌握楞次定律和右手定則,并會(huì)應(yīng)用它們判斷感應(yīng)電流的方向.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
使學(xué)生清楚地知道,引起感應(yīng)電流的磁通量的變化和感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)之間的關(guān)系
是這一節(jié)課的重點(diǎn),也是難點(diǎn).
三、教具
演示電流計(jì),線圈(外面有明顯的繞線標(biāo)志),導(dǎo)線兩根,條形磁鐵,馬蹄形磁鐵,線圈.
四、主要教學(xué)過程
(-)復(fù)習(xí)提問、引入新課
1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
2.在課本插圖中,將磁鐵
2、插入線圈時(shí),線圈中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?為什么?穿過線圈的磁通量,是怎樣變化的?將磁鐵拔出線圈時(shí),線圈中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?為什么?穿過線圈中的磁通量是怎樣發(fā)生變化的?
3.在做上述實(shí)驗(yàn)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流有何不同呢?
電流表指針有時(shí)向右偏轉(zhuǎn),有時(shí)向左偏轉(zhuǎn),感應(yīng)電流的方向不同.
怎樣確定感應(yīng)電流的方向呢?這就是我們這節(jié)課要解決的問題.
(二)新課教學(xué)
1.實(shí)驗(yàn).
(1)選舊干電池用試觸的方法確定電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。
明確:對(duì)電流表而言,電流從哪個(gè)接線柱流入,指針向哪邊偏轉(zhuǎn).
(2)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的情
3、況.
a.磁場(chǎng)方向不變,兩次改變導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向,如導(dǎo)體向右和向左運(yùn)動(dòng).
b.導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向不變,改變磁場(chǎng)方向.
根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)情況,分別確定出閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向.
感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都有關(guān)系.感應(yīng)電流的方向可以用右手定則加以判定.
右手定則:伸開右手,讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向.
(3)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況:
實(shí)線箭頭表示原磁場(chǎng)方向,虛
4、線箭頭表示感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向.
分析:
(甲)圖:當(dāng)把條形磁鐵N極插入線圈中時(shí),穿過線圈的磁通量增加,由實(shí)驗(yàn)可知,這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反.
(乙)圖:當(dāng)把條形磁鐵N極拔出線圈中時(shí),穿過線圈的磁通量減少,由實(shí)驗(yàn)可知,這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向踉磁鐵的磁場(chǎng)方向相同.
(丙)圖:當(dāng)把條形磁鐵S極插入線圈中時(shí),穿過線圈的磁通量增加,由實(shí)驗(yàn)可知,這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反.
(?。﹫D:當(dāng)條形磁鐵S極拔出線圈中時(shí),穿過線圈的磁通量減少,由實(shí)驗(yàn)可知,這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同.
通過上述實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)
5、生認(rèn)識(shí)到:凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙原來磁通量的增加;凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)一定阻礙原來磁通量的減少.在兩種情況中,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)都阻礙了原磁通量的變化.
楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
說明:對(duì)“阻礙”二字應(yīng)正確理解.“阻礙”不是“阻止”,而只是延緩了原磁通的變化,電路中的磁通量還是在變化的.例如:當(dāng)原磁通量增加時(shí),雖有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的阻礙,磁通量還是在增加,只是增加的慢一點(diǎn)而已.實(shí)質(zhì)上,楞次定律中的“阻礙”二字,指的是“反抗著產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個(gè)原因.”
6、 2.判定步驟(四步走).
(1)明確原磁場(chǎng)的方向;
(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;
(3)根據(jù)楞次定律,判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;
(4)利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向.
3.練習(xí):
(1)如圖所示,導(dǎo)體桿ah向右運(yùn)動(dòng)對(duì),電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向.
用兩種方法判斷:
用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向跟用右手定則判斷的結(jié)果是一致的.右手定則可看作是
楞次定律的特殊情況.對(duì)于團(tuán)合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,用右手定則來判斷感應(yīng)電流的方向往往比用楞次定律簡(jiǎn)便.
(2)如圖所示,
7、試判斷發(fā)生如下變化時(shí),在線框abed中是否有感應(yīng)電流?若有,指出感應(yīng)電流的方向?
①b向外拉;
②b向里壓;
③線框abcd向上運(yùn)動(dòng);
④線框abcd向下運(yùn)動(dòng);
⑤線框abcd向左運(yùn)動(dòng);
③P向上滑動(dòng);
③P向下滑動(dòng);
③以MN為軸,錢框向里轉(zhuǎn);
③以ab為軸,cd向外轉(zhuǎn);
@以ad為軸,bc向里轉(zhuǎn).
(三)課堂小結(jié)
1.右手定則是楞次定律的特例.
楞次定律和右手定則都是用來判定感應(yīng)電流方向的.但有手定則只局限于判定導(dǎo)體切割
磁感線的情況;而楞次定律則適用于一切
8、電磁感應(yīng)過程,因此,可以把右手定則看作是楞次定律的特殊情況.
2.楞次定律符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.
楞次定律實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn).
舉例:
( 1)導(dǎo)體 ah向有運(yùn)動(dòng),閉合回路磁通量增加.“感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量的增加”,因此,回路中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向.在這一過程中完成了機(jī)械能 電能 內(nèi)能的轉(zhuǎn)化.
(2)條形磁鐵自上向下運(yùn)動(dòng)時(shí),通過閉合回路的磁通量增加,感應(yīng)電流“阻礙原磁通增加”,盡管不知條形磁鐵下端是什么極,但可以肯定,導(dǎo)體ab、cd互相靠攏以阻礙內(nèi)部磁通量增加.
在這一過程中,完成了機(jī)械能 電能 機(jī)械能 內(nèi)能的轉(zhuǎn)化.
上述的“阻礙”過程,事實(shí)上就是一個(gè)其它形式能向電能轉(zhuǎn)化的過程.