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1、
第三節(jié) 楞次定律
教學目標:
(一)知識與技能
1.掌握楞次定律的內(nèi)容,能使用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。
2.培養(yǎng)觀察實驗的水平以及對實驗現(xiàn)象分析、歸納、總結(jié)的水平。
4.掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。
1.通過實踐活動,觀察得到的實驗現(xiàn)象,再通過度析論證,歸納總結(jié)得出結(jié)論。
2.通過應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,培養(yǎng)學生應(yīng)用物理規(guī)律解決實際問題的水平。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
在本節(jié)課的學習中,同學們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,體驗了一次自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中的樂趣和美的享受,并在頭腦中進一步強化“實踐是檢驗真理的唯一標準”這個辯證
2、唯物主義觀點。
教學重點:楞次定律的理解和應(yīng)用
教學難點:楞次定律的理解和應(yīng)用
教學方法:教師啟發(fā)講授,學生討論
教學用具:干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導線。
教學過程:
(一)引入新課
[演示]按下圖將磁鐵從線圈中插入和拔出,引導學生觀察現(xiàn)象,提出:
①為什么在線圈內(nèi)有電流?
②插入和拔出磁鐵時,電流方向一樣嗎?為什么?
③怎樣才能判斷感應(yīng)電流的方向呢?
本節(jié)我們就來學習感應(yīng)電流方向的判斷方法。
(二)新課教學
演示實驗
[實驗?zāi)康模菅芯扛袘?yīng)電流方向的判定規(guī)律。
[實驗步驟]
(1)按右圖連接電路,閉合開關(guān),記錄下G中流入電
3、流方向與電流表G中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。(如電流從左接線柱流入,指針向右偏還是向左偏?)
(2)記下線圈繞向,將線圈和靈敏電流計構(gòu)成通路。
(3)把條形磁鐵N極(或S極)向下插入線圈中,并從線圈中拔出,每次記下電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向,然后根據(jù)步驟(1)結(jié)論,判定出感應(yīng)電流方向,從而可確定感應(yīng)電流的磁場方向。
學生活動內(nèi)容
根據(jù)實驗結(jié)果,填表:
磁鐵運動情況
N極下插
N極上拔
S極下插
S極上拔
磁鐵產(chǎn)生磁場方向
線圈磁通量變化
感應(yīng)電流磁場方向
通過上面的實驗,同學們發(fā)現(xiàn)了什么?
學生活動內(nèi)容
當磁鐵移近或插入線圈時,
4、線圈中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當磁鐵離開線圈或從線圈中拔出時,線圈中感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同。
當穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反;當穿過線圈的磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同。
當穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場防礙磁通量增加;當穿過線圈的磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場防礙磁通量減少。
物理學家楞次概括了各種實驗結(jié)果,在1834年提出了感應(yīng)電流方向的判定方法,這就是楞次定律。投影打出楞次定律的內(nèi)容。
感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要防礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,這就是楞次定律。
(1)“防礙”并不是“阻止”,
5、一字之差,相去甚遠。要知道原磁場是主動的,感應(yīng)電流的磁場是被動的,原磁通仍要發(fā)生變化,感應(yīng)電流的磁場僅僅起防礙變化而已。
(2)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向具有普遍意義。
楞次定律符合能量守恒。從上面的實驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn):感應(yīng)電流在閉合電路中要消耗能量,在磁體靠近(或遠離)線圈過程中,都要克服電磁力做功,克服電磁力做功的過程就是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。
楞次定律也符合唯物辯證法。唯物辯證法認為:“矛盾是事物發(fā)展的動力”。電磁感應(yīng)中,矛盾雙方即條形磁鐵的磁場(B原)和感應(yīng)電流的磁場(B感),兩者都處于同一線圈中,且感應(yīng)電流的磁場總要防礙原磁場的變化,形成既相互排斥又相互依賴的矛盾,在回路中
6、對立統(tǒng)一,正是“防礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
2、楞次定律的應(yīng)用
應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟:
(1)明確原磁場的方向。
(2)明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。
(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向。
(4)利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。
開關(guān)斷開前,線圈M中的電流在線圈N中產(chǎn)生的磁場方向向哪? 向下。
開關(guān)斷開瞬間,線圈N中磁通量如何變化? 減少。
線圈N中感應(yīng)電流的磁場方向如何? 向下(防礙磁通量減少)。
線圈N中感應(yīng)電流的方向如何? 由下向上,整個回路是順時針電流。
利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路能夠概括為以下
7、框圖。
3.右手定則
當閉合電路的一部分做切割磁感線運動時,如何應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向?
如果磁通量的變化是由導體切割磁感線引起的,感應(yīng)電流的方向能夠由右手定則來判斷。
右手定則的內(nèi)容:
伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進入,拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。
鞏固練習
1.根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場一定是 ( )
A.防礙引起感應(yīng)電流的磁通量 B.與引起感應(yīng)電流的磁場反向
C.防礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
D.與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同
答案:C
2.如圖所
8、示,通電導線旁邊同一平面有矩形線圈abcd.則 ( )
A.若線圈向右平動,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d
B.若線圈豎直向下平動,無感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.當線圈以cd邊為軸轉(zhuǎn)動時,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d
D.當線圈向?qū)Ь€靠近時,其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d
答案:BCD
3.如圖所示,一水平放置的矩形閉合線框abcd,在細長磁鐵的N極附近豎直下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),如圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在這個過程中,線圈中感應(yīng)電流 ( )
A.沿abcd流動
B.沿dcba流動
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd
9、流動,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動
答案:A
點評:明確N極附近磁感線的分布情況由穿過磁感線的條數(shù)判定磁通量變化,再用楞次定律分段研究
4.如圖所示,兩個相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上,將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中兩環(huán)的運動情況是 ( )
A.同時向左運動,間距增大
B.同時向左運動,間距不變
C.同時向左運動,間距變小
D.同時向右運動,間距增大
答案:C
點評:同向電流相互吸引,異向電流相互排斥
5.如圖所示,勻強磁場垂直于圓形線圈指向紙里, a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點,現(xiàn)用外力作用在上述四
10、點,將線圈拉成正方形.設(shè)線圈導線不可伸長,且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi),則在線圈發(fā)生形變的過程中 ( )
A.線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流
B.線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流
C.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd,后是adcb
D.線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生
答案:A
課堂小結(jié):
應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟:
(1)明確原磁場的方向。
(2)明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。
(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向。
(4)利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。
右手定則的內(nèi)容:
伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進入,拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。
作業(yè)布置:1、認真閱讀教材。
2、思考并完成 “問題與練習”中的題題目