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德州学院第五届教学技能大赛楞次定律教学设计详案推荐单位物理系参赛选手刘宗耀所学专业物理学学科层次本科1楞次定律教学设计详案一、教学目标1、知识与技能：掌握楞次定律的主要内容，能熟练运用楞次定律判断感应电流方向。2、过程与方法：通过楞次定律的探究过程，掌握实验探究的基本方法；初步掌握比较总结法这一研究方法。3、情感态度与价值观：培养学生对探究的兴趣、抽象思维能力以及严谨的科学态度。二、重点难点重点：实验探究楞次定律的主要内容；运用楞次定律解决具体问题的方法与步骤。难点：楞次定律与安培定则的结合运用；楞次定律中阻碍的理解。关键：楞次定律探究实验三、教具与学具条形磁铁、螺线管、导线若干、检流计、带有铝环的支架以及楞次定律探究实验和表格的课件。四、教法与学法1.教法选择以实验法为主，讲授法和讨论法为辅。主要采用实验探究法得出楞次定律；重点内容和难点知识，由教师以讲授的形式呈现给学生；在教师指导下由学生的分组讨论，得出结论，培养学生的语言交流能力和分析能力。2.学法指导本课结合教法，引导学生通过以下学法进行学习。实验探索法:本课创设了有趣的物理实验，反复思考物理现象的原因和结果，有助于培养学生的实验观察能力和知识的迁移能力。比较总结法：通过对现象的讨论、分析、比较、总结出物理规律的过程，有助于学生分析能力和综合能力的培养。反馈定位法：本课通过实例解析和练习反馈，可以巩固所学知识，有利于学2生对概念的准确定位和正确思维的形成。五、教学过程（一）新课引入（3分钟）教师：在上节课的电磁感应实验中，我们了解到当闭合线圈内的磁通量发生变化时会有感应电流产生。可大家有没有注意到，不同的实验条件下所得到的感应电流方向是不同的？我们将这个实验再做一遍，大家注意观察检流计的指针偏转方向有没有变化。（教师做演示实验）学生：注意到了教师：感应电流的方向有哪些因素决定呢？遵循什么规律？下面我们将通过实验来探究这个问题。（二）探究思考（34分钟）1.演示实验（3分钟）教师：老师这里有一套仪器，由一个支架、两个铝环和一个铝质横梁组成，铝环A是闭合的，铝环B是有缺口的，大家注意观察，当我把磁铁移向有缺口的铝环时，铝环运动了吗？学生：没有。教师：当把磁铁移向闭合铝环的时候，发生什么变化呢？学生：铝环发生转动了。教师：闭合铝环转动，说明有力在推动它。可是磁铁没有接触铝环，也不会对铝环产生吸引力，为什么会有力的作用呢？分析一下，磁铁的运动对铝环周围产生了哪些影响？当磁铁靠近闭合铝环时，铝环中的磁通量是不是变化了呢？学生：变化了。教师：通过上节课的学习，当磁通量发生变化时，会在闭合铝环中产生什么影响？学生：会有感应电流产生。教师：根据我们之前对电磁感应的学习，有电流通过闭合线圈时，会在空间中产生什么影响？学生：感应电流会在空间中产生磁场。3教师：很好，会产生磁场，正是磁铁的磁场和感应电流的磁场相互作用，产生了力，使闭合铝环发生了转动。那为什么有缺口的铝环不会发生转动呢？学生：不是闭合回路，没有感应电流产生，也就没有感应磁场产生，没有力的作用。教师：从实验中得到，当闭合线圈中磁通量发生变化时，不仅有感应电流产生，相应的也会有感应磁场产生，下面我们通过实验来探究感应电流磁场所遵循的规律，得出感应电流磁场的规律后，感应电流所遵循的规律也就清楚了。2.楞次定律实验探究（19分钟）○1感应电流到底是如何变化的？○2感应电流的磁场遵循什么规律？现在我们通过实验探究来解决这两个问题.分组实验：（1）实验设计按图2所示组装电路和器材，教师引导学生理清实验思路，每四人一组设计实验。（2）实验过程让学生在各种情况中，分别观察检流计指针的偏转方向，并记录实验数据（注意：检流计指向正向时电流为由检流计正极流向负极。）在完成实验的基础之上引导学生设计并填写表格，填完表格后引导学生结合安培定则确定感应电流磁场的方向。学生做实验时，教师巡回指导，处理学生实验中出现的各种问题，保证实验的顺利进行。表1实验项目感应电流方向正向反向反向正向数据分析：④①②③图24教师：大家很容易能看到，在不同实验条件下感应电流的方向是不同的，但是通过上表很难看出它遵循什么规律。既然从电流直接入手无法得出结论，我们就研究感应电流磁场所遵循的规律。实验○1中，原磁场方向是怎样的？学生：向下教师：原磁场的磁通量是变大还是变小？学生：变大教师：螺线管中磁场方向如何？学生：向上教师：二者磁场方向有何关系？学生：相反教师：好，大家就按这个顺序分组讨论实验②、③、④的螺线管磁极和磁场关系。自己设计表格，记录本组讨论结果。表2实验项目①②③④原磁场B的方向原磁场磁通量的变化增加减小增加减小感应电流磁场'B的方向B与'B方向的关系相反相同相反相同图解B增加'BB减小'B增加'BB减小'B5讨论归纳：教师：根据表2内容让学生分组讨论感应电流磁场方向与原磁场变化的关系，用最简洁的语言概括出本组的结论。在学生分组讨论的同时教师巡回指导，然后由各组代表公布本组的成果并在全班进行交流，师生共同讨论。教师引导学生重点讨论“原磁场磁通量的变化”和“B与'B方向的关系”两行，发现“增反减同”这一规律，尝试得出楞次定律。学生的结论多种多样，可能的结论有：①感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化②感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化③感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的哪个原因。教师应充分肯定他们的结论，对出现的问题进行讨论、纠正。总结：当磁铁移近或插入线圈时，意味着穿过线圈的磁通量增加，这时感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。当磁铁远离线圈或从中拔出时，意味着穿过回路的磁通量减少，这时感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。从因果关系上理解，可把楞次定律概括为“增反减同”。楞次定律内容：感应电流应该具有这样的方向，感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。3.楞次定律的讨论（6分钟）“阻碍”的含义：教师：从电磁学角度分析谁起阻碍作用？学生：感应磁场。教师：阻碍的是什么？学生：原磁场的磁通量变化。教师：怎样阻碍？学生：“增反减同”。教师：阻碍的结果怎样？学生：延缓原磁场的磁通量的变化。教师：从力学角度分析磁场还有什么效果？学生：对磁铁施加力。教师：这个力是朝什么方向的？学生：磁铁运动的反方向，是阻力。教师：这个力对磁铁运动有什么效果呢？学生：总是阻碍此帖的运动。阻碍的理解：教师：这里的“阻碍”能换成“阻止”吗?6学生：不确定教师：假如我们把“阻碍”换成“阻止”，这时候线圈内还有磁通量变化吗？学生：没有教师：结合上一节课的知识，判断一下还会有感应电流产生吗？学生：没有了教师：那阻止还成立吗？学生：不成立教师总结：“阻碍”只是延缓磁通量的变化，不能阻止磁通量变化。楞次定律的本质：楞次定律表述的是能量转化问题，是磁场能向电能转化时所遵循的规律，它符合能量守恒定律。4.楞次定律解题方法（6分钟）教师：通过上面的探究学习，大家知道了楞次定律的主要内容。但是通过楞次定律我们只能直接得出感应磁场遵循的规律，却不能直接得到感应电流的方向，到底应该如何运用楞次定律判定感应电流方向呢？学生：结合安培定则，通过感应磁场方向确定感应电流方向。教师：很好。下面是用楞次定律解决具体电磁感应问题的步骤：（1）确定原磁场方向（2）确定原磁场磁通量的变化，增大还是减小（3）根据楞次定律确定感应电流方向（4）根据安培定则确定感应电流方向（三）学以致用（7分钟）例题：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图3所示，软铁环上绕有M和N两组线圈。当M线圈中电路开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？学生：当开关S闭合时，能得到电流是顺时针方向的（线圈以外电路中）教师：那原磁场0B的方向呢？图37学生：根据安培定则，能得到0B是顺时针方向的，通过线圈N的磁场是向下的。教师：开关断开瞬间，原磁场磁通量增大还是减小？学生：减小教师：感应磁场的方向呢？学生：根据楞次定律，感应电流的磁场应阻碍原磁场磁通量得减小，所以感应磁场B的方向应与0B方向相同，为向下的。教师：感应电流的方向应该是怎样的？学生：根据安培定则，感应电流的方向应该是顺时针的。教师：非常正确！刚才解题时就按照上面总结出的楞次定律解题步骤解的，只要熟练掌握这一步骤，这类问题便可迎刃而解。接下来我们练习用右手定则解决导线切割磁感线的问题。（四）课堂小结（4分钟）这节课我们探究了楞次定律，学会了用楞次定律处理一般电磁感应问题和导线切割磁感线问题的方法和步骤；学会了楞次定律与安培定则结合使用，使我们对电磁感应有了更深一层的理解和认识。同学们通过分组实验和讨论，掌握了实验探究的基本方法—分类比较法，实验能力有了明显的提高。（五）作业（2分钟）将课后习题第5题作为课后作业，并要求学生查阅相关资料，科学家楞次探究此定律时的过程和故事。8六、板书设计楞次定律一、概念：感应电流的磁场'B二、实验探究：疑问：1.感应电流方向如何变化？2.感应电流磁场方向有何规律三、楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化四、楞次定律的判定步骤：（1）明确原磁场的方向；（2）明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；（3）根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；（4）利用安培定则判定感应电流的方向。例题：1.安培定则得0B顺时针2.0B通量减小3.由楞次定律得'B向下4.安培定则得I向下