43楞次定律 高中物理选修32新课优秀教案优秀教学设计4.docx
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43楞次定律高中物理选修32新课优秀教案优秀教学设计4
3楞次定律
一、内容及其解析
1.内容:
《楞次定律》是人教版高中物理选修3—2第四章第三节的内容,教学大纲要求为Ⅱ级,为较高要求层次。
电磁感应现象揭示了电和磁之间的密切联系,在电磁学部分中起着承上启下的作用。
电磁感应不仅是电场和磁场的综合和扩展,也是学习交变电流、电磁振荡和电磁波的基础。
通过本节课学生应会熟练运用楞次定律判断感应电流的方向;培养学生观察、分析、总结、归纳的逻辑思维能力。
2.解析:
楞次定律是本章教学的重点和难点。
一是楞次定律将学生知识范围内有关“场”的概念从“静态场”过渡到“动态场”,而且它涉及的物理量多(磁场方向、磁通量的变化,线圈绕向、电流方向等),关系复杂,为教学带来了很大的难度;二是规律比较隐蔽,其抽象性和概括性很强。
因此,学生理解楞次定律有较大的难度,成为本章的难点。
本节课的主要任务是引导学生通过实验探究过程,总结出感应电流的方向所遵循
的一般规律――楞次定律,并对定律内容有初步的认识,在探究楞次定律后,通过应用楞次定律进行有关判断,可以帮助学生深刻理解楞次定律,顺利突破这一难点。
二、教学目标
1、知识与技能
(1)通过实验探究得出感应电流的方向与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
(2)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的
含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
(3)通过实验现象的直观比较,进一步体会感应电流产生的过程仍遵循能量转化和守恒定律。
2、过程与方法
(1)体验楞次定律实验探究过程。
(2)培养学生对物理现象的观察的
能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。
3、情感态度价值观
热情:
在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神;
参与:
养成主动参与科学
研究的良好学习习惯;
交流:
在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
体现我校自主互助学习型课题的理念。
三、教学问题诊断分析
1.“楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次.前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,“由静到动”是一个大的飞跃,学生要难理解得多。
“楞次定律”涉及的物理量多,关系复杂,产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一个线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,它们形成相互依赖又相互排斥的矛盾.在讲授时,如果不明确指出各个物理量之间的关系,使学生有一个清晰的思路,势必造成学生思路混乱,影响学生对该定律的理解.
2.实验探究性课型,是新课改的趋势,也是对学生的思维和创新能力是一种很好的锻炼。
但我校教学条件落后,不仅老师上课真正用到的较少,学生的动手操作能力很有限,而且本节内容关系复杂,要在有限的时间内做好,老师事先要做好充分的准备,使其条理清楚。
只有通过一次次有趣成功的探究实验,才能让学生从探究中找到物理的乐趣。
3.学生对楞次定律的理解又是一个难点,特别是“阻碍”二字,不少学生把它理解为“阻止”。
在由实验得出结论的过程不易过快,更不能强加给学生,最好一步步简化。
四、教学重难点
教学重点:
通过实验推理得出楞次定律的过程,以及对楞次定律的理解。
教学难点:
实验过程中引入中介的分析方法。
对楞次定律中关键词“阻碍”和“变化”的理解。
五、教学条件支持
本节课是实验探究课实验器材比不可少,另外部分图形和表格以及学生的实验成果展示都用的了多媒体的支持。
1.实验器材:
螺线管,布,强磁铁,铝环,铁芯,电源,掉线,开关,固定在小车上的线圈等。
2.多媒体课件及其设备。
六、教学设计流程
七、教学过程
(一)、魔术演示,引入课题
[教师展示情景]:
自从赵本山退出央视春晚舞台后,成为其接班人中呼声最高的是魔术型男刘谦。
从09年春晚开始,因为刘谦,让大江南北的许多人,开始喜欢魔术,我也不例外。
下面我也为大家表演一个魔术。
魔术原理如图3—1:
当然上面要加一块魔术常用的布,学生只能看到上面的铁芯和“魔环”(铝环)只要给魔环3秒钟的掌声,就会发生奇妙的现象。
学生观看并鼓掌,师生共同数数,1——2——3——发现魔环向上跳起来了。
[教师活动]:
带着这个问题,我们进入今天的学习。
希望通过今天的学习我们能够找到这个魔术的奥秘。
[板书]:
楞次定律
(二)、重温实验,提出问题
[教师展示情景]:
演示在上节课我们用过的实验如图3—2。
由于电流表两边摇摆,我把电流表换成了并联反接的二极管如图3—3,而且不需要验证电流的流向与指针的偏转情况,当然这里的的磁铁要用强磁铁。
问题串1:
[师生互动回答]:
1.注意观察发光二极管是否会亮?
哪种颜色的会亮?
会亮;蓝色。
2.二极管发光说明什么?
不同颜色的二极管发光说明什么?
线圈中产生的感应电流;感应电流方向会改变。
3.感应电流方向跟哪些因素有关呢?
【设计意图】:
通过上节课已做过的实验,让学生从中发现新的问题,并由此得出初步结论。
(三)、对比实验,合理猜想
[教师展示情景]:
(二个对比实验)
对比实验一:
如图3—4所示,N极插入和N极抽出。
对比实验二:
如图3—5所示,N极插入和S极插入。
[学生思考猜想]:
问题2.猜想感应电流的方向可能跟哪些因素有关?
A.感应电流的方向可能跟磁通量的变化有关;
B.感应电流的方向可能跟原磁场的方向有关;
【教师启发引导】:
1.感应电流的方向可能跟原磁场的方向、磁通量的变化有关。
2.下面我们通过实验,探究感应电流的方向跟磁通量的变化、原磁场的方向的关系。
【设计意图】:
通过两个实验的对比,引导学生思考,猜想感应电流的方向可能与哪些因素有关。
(四)、实验探究,归纳概括
实验目的:
探究感应电流的方向、磁通量的变化及原磁场的方向的关系即感应电流的方向遵循什么规律?
思考讨论:
(问题串3)
1.条形磁铁与线圈间的相对运动有几种可能?
2.为了探究感应电流的方向与磁通量的变化、原磁场的方向的关系在物理学中通常采用什么方法?
控制变量法
【设计意图】:
这个实验看似简单,但若毫无逻辑的随便做实验,那么就显得杂乱无章。
通过老师的问题引领,尽可能把实验简化,理清逻辑关系。
探究
方案:
条形磁铁运动的情况
N极向下
插入线圈
S极向下
插入
线圈
N极向上
拔出线圈
S极向上
拔出线圈
原磁场方向
穿过线圈的磁通量变化情况
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
感应电流的磁场对原磁场的作用
实验结论
实验结论一:
实验结论二:
实验步骤:
1.根据二极管的单向导电性,弄清电流的方向。
2.根据磁通量的变化分成磁通量的增加和磁通量的减少两大类进行实验。
3.分组实验、记录结果。
4.教师引领学生填写表格。
分组探究:
在此环节中,学生以两个人为一个小组,像科学家那样兴趣盎然地开始按拟定的方案实验,边做边想边记。
教师巡视,注意他们设计是否合理,仪器使用是否得当,数据记录是否正确,做个别辅导。
学生在教师的指导下,自觉、主动地和教师、教材、同学、教具相互作用,进行信息交流,自我调节,形成了一种和谐亲密、积极参与的教学气氛,一个思维活跃、鼓励创新的环境。
学生的思维在开放、发散中涨落,在求异、探索中又趋于有序;这培养了学生独立操作能力,发展了学生的思维能力、创造能力。
收集数据:
引导学生根据自己的实验结果,列表比较分析、归纳结论,以组为单位,推举代表发言。
归纳概括、形成结论:
问题串4:
第一问:
感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反?
回答小结:
不一定。
有时相同,有时相反。
(意图:
推翻原有的猜想,为建立新认知结构做铺垫)
第二问:
在什么情况下,B感与B原同向?
在什么情况下,B感与B原反向?
回答小结:
当Φ原增大时,B感与B原相反;当Φ原减小时;B感与B原相同。
(进一步探讨关系)
第三问:
你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用?
(提炼关系)
回答小结:
当Φ原增大时,B感与B原相反,它不想让穿过线圈的磁通量增大;当Φ原减小时;B感与B原相同,它不想让穿过线圈的磁通量减小。
即B感对磁通量的变化起阻碍作用
通过推论让学生得出初步结论:
感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
【设计意图】:
这是实验探究过程中的非常重要的一环,通过三个问题的层层深入,使学生能够自然得出结论。
老师介绍楞次在几十次的实验后总结的结论。
(五)、楞次定律的理解及验证
1.内容:
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.理解:
从磁场的角度看
问题串5:
(1)谁在阻碍?
——感应电流的磁场。
(2)阻碍什么?
——原磁通量的变化。
(3)如何阻碍?
——当磁通量增加时,阻碍磁通量增加;当磁通量减少时,阻碍磁通量减少。
可总结为四个字:
增反减同
(4)阻碍的结果如何?
——“阻碍”不是“阻止”。
“阻碍”不能改变原磁通量的变化的趋势,仅对磁通量的变化趋势起到一种延缓作用
【设计意图】:
楞次定律的内容虽然简单,但是对其理解上还不够深刻,通过上面的问题使学生更加明确的知道它们的关系。
从相对运动的角度看
演示实验[可由学生展示]:
把一个线圈固定在小车上,手持强磁通做靠近和远离线圈的运动,观察小车的运动情况,并由操作者说出手的感觉。
学生观察后发现,当磁铁靠近线圈时,小车被推动;当磁铁远离线圈时,小车被拉动一起运动。
教师和学生共同得出:
来拒去留或来斥去吸的结论。
从能量的角度看
通过前面的演示实验让学生谈谈这些过程中的能量转化问题。
(六)、楞次定律的基本应用
例1.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图3—6所示。
软铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?
学生在老师的引导下解答并归纳应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤:
1、判断引起感应电流的原磁场的方向;
2、判断磁通量的变化情况;
3、利用楞次定律得出感应电流磁场的方向;
4、根据右手螺旋定则判断感应电流的方向。
【设计意图】:
引导学生会用楞次定律判断感应电流的方向,并总结出应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤。
变式:
如图3—7所示,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时,则流过R′的电流方向是_____
。
学生回答老师点评:
由b到a
例2.【思考与讨论】
如图所示,导体棒AB向右运动。
(1)我们研究的是哪个闭合电路?
(abcd回路)
(2)当导体棒AB向右运动时,穿过闭合电路的
磁通量是增大还是减少?
(增加)
(3)感应电流的磁场方向如何?
(垂直纸面向外)
(4)导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的?
(由B到A)
(七)、右手定则
介绍判断例2中感应电流的另一种方法——右手定则
即:
伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
教师强调右手定则的适用范围:
闭合电路一部分导线切割磁感线运动产生感应电流的情况。
变式:
如图所示,把一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场再拉出磁场,则从ad边进入磁场起至bc边拉出磁场止,线圈感应电流的情况是().
A.先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿abcda方向
B.先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿adcba方向
C.先无电流,当线圈全部进入磁场后才有电流
D.先沿adcba的方向,然后无电流,以后又滑abcda方向
(八)、课堂小结
【教师强调】:
在人为外界的影响下,导致了穿过闭合回路的磁通量发生了变化,而感应电流的效果是阻止这种变化的产生,一个求变,一个追求不变,所以他们之见是有矛盾的,也从一个角度验证了“矛盾是普遍存在的”这一唯物主义的观点。
这对矛盾具体体现在哪里呢?
【学生思考回答】:
当穿过闭合回路的磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场相反;当穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场同向。
即“增反减同”。
【教师活动】:
学生边回答老
师边完成因果链,强调“阻碍”二字的含义。
请学生读楞次定律的内容。
(九)、魔术揭秘,结束新课
揭开魔术布,原来下面是一个电源与一个线圈相连,铁芯放在线圈里面,而魔术环其实是铝环。
让学生为魔术揭秘。
魔术是千变万化的,不变的是隐藏在里面的真理。
板书设计
4.3楞次定律
一、演示实验,提出问题
二、猜想
影响感应电流方向的因素:
原磁场的方向磁通量的变化
三、实验探究
方案设计
自主探究
归纳总结
四、楞次定律
内容:
电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
五、楞次定律的基本应用
六、右手守则
教学反思
1.充分利用分组讨论提高学生的主动性:
分组讨论教学能提高学生的主动性,让
全体学生都能参与进来,同时也给老师的备课提出了更高的要求,要在课前设想全面课上可能出现的情况,对老师的教学机智是个很大的考验。
2.本节课的容量有些大,学生课前要预习,而且在教学中要合理利用学案。
有些地方的设计要简洁,例如可以用表格或填空题的形式。
3.经过我在不同班级具体的教学实施来看,对基础好的班级一节课基本能够掌握,但对一些动手能力不强的班级来说,时间很紧。
鉴于此本教学设计最后能够用两节课联排的形式教学效果最好。
总之,新的物理课程以培养和发展学生科学素养为宗旨。
采用“探究式”教学法,能充分体现在课堂教学中教师的主导地位和学生的主体地位,教师要精心设计好课堂活动,让学生在课堂上处于最大限度的主动激活状态。
教师引导学生通过探究活动自主构建知识结构,使他们参与体验知识的获得过程,既激发了学生的学习积极性又培养了学生的科学素养和能力。
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