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2019-2020年高中物理 第四章第3節(jié) 楞次定律教案 新人教版選修3-2 一、教材分析 楞次定律是二期課改教材的拓展課中重要的一節(jié)，它對(duì)判斷感應(yīng)電流的方向，以及理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義，對(duì)右手定則的理解也有幫助。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能： （1）、理解楞次定律的內(nèi)容。 （2）、能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向。 （3）、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。 （4）、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。 2、過程與方法 （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）、通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，感受楞次定律的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）、使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法。 （2）、培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。 （3）、讓學(xué)生參與問題的解決，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和合作精神。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向 難點(diǎn)：對(duì)楞次定律 “阻礙變化” 的理解 四、學(xué)情分析 我們的學(xué)生屬于平行分班，沒有實(shí)驗(yàn)班，學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。學(xué)生對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有了清醒的認(rèn)識(shí)，本節(jié)課針對(duì)感應(yīng)電流的方向做一個(gè)探究。學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、語言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。 五、教學(xué)方法 1．類比法：將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專門與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。 2. 實(shí)驗(yàn)法：教師演示實(shí)驗(yàn) 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 3．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。 4．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：分小組合作學(xué)習(xí)，分6個(gè)學(xué)習(xí)小組。 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 （2） 情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 運(yùn)用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個(gè)奇妙的物理現(xiàn)象來導(dǎo)入今天的楞次定律這堂課。感應(yīng)電流是個(gè)壞“孩子”。感應(yīng)電流的方向與磁通量間又有什么樣的關(guān)系？本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電流與磁通量的關(guān)系。即楞次定律。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 探究一：研究感應(yīng)電流的方向 （1）、探究目標(biāo)：找這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向關(guān)系的規(guī)律。 （2）、探究方向：從磁鐵和線圈有磁力作用入手。 （3）、探究手段：分組實(shí)驗(yàn)（器材：螺線管，靈敏電流計(jì)，條形磁鐵，導(dǎo)線） （4）、探究過程 操 作 方 法 填 寫 內(nèi) 容 N S 磁鐵在管上靜止不動(dòng)時(shí) 磁鐵在管中靜止不動(dòng)時(shí) 插入 拔出 插入 拔出 N在下 S在下 N在下 S在下 原來磁場(chǎng)的方向 向下 向下 向上 向上 向下 向上 向下 向上 原來磁場(chǎng)的磁通量變化 增大 減小 增大 減小 不變 不變 不變 不變 感應(yīng)磁場(chǎng)的方向 向上 向下 向下 向上 無 無 無 無 原磁場(chǎng)與感應(yīng)磁場(chǎng)方向的關(guān)系 相反 相同 相反 相同 —— —— —— —— 感應(yīng)電流的方向（螺線管上） 向上 向下 向下 向上 無 無 無 無 （5）、學(xué)生帶著問題分組討論： 問題1、請(qǐng)你根據(jù)上表中所填寫的內(nèi)容分析一下，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是否總是與原磁場(chǎng)的方向相反？ 問題2、請(qǐng)你仔細(xì)分析上表，用盡可能簡(jiǎn)潔的語言概括一下，究竟如何確定感應(yīng)電流的方向？并說出你的概括中的關(guān)鍵詞語。 問題3、你能從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來確定感應(yīng)電流的方向嗎？如果能，請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的語言進(jìn)行概括，并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度去解釋你的結(jié)論？ 學(xué)生四人一組相互交流、分析、討論，用最簡(jiǎn)潔的語言概括出本組的結(jié)論。師巡視各組的情況，然后指定某些組公布本組的成果在全班進(jìn)行交流，師生共同討論，形成結(jié)論。 探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。 概括1：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 概括2：感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗（或阻礙）原磁通量的變化 概括3：感應(yīng)電流的效果總是反抗（或阻礙）引起它的那個(gè)原因 教師應(yīng)充分肯定他們的結(jié)論，并對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論、糾正， 總結(jié)規(guī)律：原磁通變大，則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反，有阻礙變大作用 原磁通變小，則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同，有阻礙變小作用 結(jié)論：增反減同 展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程。 投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解： 探究三、楞次定律——感應(yīng)電流的方向 （1）內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(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。 （師指出上述結(jié)論是物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的，并對(duì)楞次的物理學(xué)貢獻(xiàn)簡(jiǎn)單介紹） （2）理解： ①、阻礙既不是阻止也不等于反向，增反減同“阻礙”又稱作“反抗”，注意不是阻礙原磁場(chǎng)而阻礙原磁場(chǎng)的變化 ②、注意兩個(gè)磁場(chǎng)：原磁場(chǎng)和感應(yīng)電流磁場(chǎng) ③、學(xué)生在圖中標(biāo)出每個(gè)螺線管的感應(yīng)電流產(chǎn)生的等效N極和S極。 根據(jù)標(biāo)出的磁極方向總結(jié)規(guī)律： 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是磁體阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)?！澳銇砦也蛔屇銇?，你走我不讓你走” 強(qiáng)調(diào)：楞次定律可以從兩種不同的角度來理解： a、從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化。 b、從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 ④、感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向 ⑤、阻礙的過程中，即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過程 例：上述實(shí)驗(yàn)中，若條形磁鐵是自由落體，則磁鐵下落過程中受到向上的阻力，即機(jī)械能→電能→內(nèi)能 （3）應(yīng)用楞次定律步驟： 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(增反減同)，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。 （4） 楞次定律的應(yīng)用 例：兩同心金屬圓環(huán)，使內(nèi)環(huán)A通以順時(shí)針方向電流，現(xiàn)使其電流增大，則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何？若減小電流呢？ 解：⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里 ⑵穿過大環(huán)的磁通量增大 ⑶由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外 ⑷由安培定則得外環(huán)感應(yīng)電流為逆時(shí)針 同理當(dāng)電流減小時(shí)，外環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 （5）楞次定律的特例——閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線 問題1：當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線也會(huì)引起磁通量的變化，從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢，可以用楞次定律判斷電流的方向嗎？ 答：當(dāng)然可以用楞次定律來判斷感應(yīng)電流的方向，如果導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，則由楞次定律可知，穿過閉合回路的磁通量增加，則感應(yīng)磁場(chǎng)就要與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)磁場(chǎng)方向向外，所以感應(yīng)電流的方向adcba 問題2：用楞次定律判斷感應(yīng)電流的過程很復(fù)雜，能否找到一種很簡(jiǎn)單的方法來判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢？ 答：有簡(jiǎn)單的方法，如果我們仔細(xì)研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向，就能找出一種方法——右手定則： （6） 右手定則 （1）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(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向 （2） 適用條件：切割磁感線的情況 （3）說明： ①、右手定則是楞次定律的特例，用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解 ②、右手定則較楞次定律方便，但適用范圍較窄，而楞次定律應(yīng)用于所有情況 ③、當(dāng)切割磁感線時(shí)電路不閉合，四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向（畫出等效電源的正負(fù)極） （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分，著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 九、板書設(shè)計(jì) 一、楞次定律 1.內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(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。 2、理解： 二、楞次定律的特例——閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線 （1）、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(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向 （2）、適用條件：切割磁感線的情況 （3）、說明： ①、右手定則是楞次定律的特例，用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解 ②、右手定則較楞次定律方便，但適用范圍較窄，而楞次定律應(yīng)用于所有情況 ③、當(dāng)切割磁感線時(shí)電路不閉合，四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向（畫出等效電源的正負(fù)極） 十、教學(xué)反思 1、在課堂教學(xué)中注重多種能力的培養(yǎng)： 本節(jié)內(nèi)容應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為主，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)楞次定律。通常情況，都是由教師演示，學(xué)生觀察，得出結(jié)論。但本節(jié)課以學(xué)生為主，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，驗(yàn)證結(jié)論等等，教師只起引導(dǎo)和組織的作用，這樣不僅能讓學(xué)生對(duì)楞次定律理解深刻，而且也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能以及分析、歸納、概括、總結(jié)等邏輯思維能力。 2、用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)： 雖說實(shí)物演示最直觀明了地反映事物的某些現(xiàn)象，但通過它我們只能看到一些宏觀現(xiàn)象，對(duì)定律微觀本質(zhì)的分析（比如：磁極周圍的磁感線既看不見，又摸不著）就無能為力了，教師將現(xiàn)代化教學(xué)手段 引進(jìn)課堂，應(yīng)用生活中的有趣物理實(shí)驗(yàn)，生動(dòng)形象地展示兩磁場(chǎng)間"阻礙"作用，不僅突出本節(jié)的重點(diǎn)，還突破了難點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)定律有一個(gè)深刻理解，生動(dòng)的記憶，同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 3、 采用類比教學(xué)變抽象為具體： 本節(jié)課除了采用常規(guī)的啟發(fā)式、實(shí)驗(yàn)等直觀教學(xué)法等，還特別注意利用比喻的方法，尤其對(duì)于楞次定律這一類字?jǐn)?shù)少但難理解和記憶內(nèi)容，教師在師生得出定律之后，將定律概括成“增之減之，減之增之”八個(gè)字，方便了學(xué)生理解和記憶，之后又做個(gè)擬人化的比喻，將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專門與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”，不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。 4、 注重德育滲透 這一節(jié)課講授的楞次定律是從實(shí)驗(yàn)分析開始，歸納概括出初步結(jié)論后，再用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，不僅體現(xiàn)物理學(xué)科是實(shí)驗(yàn)學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，還符合辯證法中從實(shí)踐中來，再回到實(shí)驗(yàn)中去的認(rèn)識(shí)規(guī)律，達(dá)到對(duì)學(xué)生的辯證唯物主義教育。 十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁)