高中物理人教版 (新课标)选修33 楞次定律教学设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修33 楞次定律教学设计，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重点与难点，教学媒体，教学过程，总结等内容，欢迎下载使用。

一、教学目标
(1)知识与技能
理解楞次定律的含义，并能应用它判断感应电流的方向.
(2)过程与方法
让学生亲历探究楞次定律的过程，掌握猜想、实验、分析、比较、归纳、概括、总结规律的科学研究方法;在分析多变的实验现象的基础上，寻找感应电流的方向与原磁场的方向、磁通量的变化三者之间的关系，从中训练学生的逻辑思维能力。
(3)情感态度与价值观
让学生在实验基础上分析概括出楞次定律，从而启示学生不但要重视实验，更要重视对实验现象和本质属性之间因果关系的分析。
二、教学重点与难点
(1)重点:理解楞次定律的物理意义并能应用它判断感应电流的方向.
(2)难点:分析多变的实验现象，概括出楞次定律.
三、教学媒体
计算机、投影仪、探究楞次定律的实验装置
四、教学过程
(一)创设情境，提出探究课题
【事件1】复习产生感应电流的条件，同时利用多媒体模拟产生感应电流的两个实验，电路如图1和图2所示，进而提出问题:它们的感应电流的方向如何判断呢?
【事件2】学生利用右手定则很容易判断图1中电流的方向，但是对图2中电流方向的判定学生感到困惑。
【事件3】教师引导学生认识右手定则的局限性，同时提出探究课题:探究具有普遍意义的判断感应电流方向的方法。
【教学设计说明】通过演示实验，为学生创设问题情境，激发学生的求知欲。
(二)探索研究
1.提出问题
【事件4】学生从自己感到困惑的问题开始探究，按图2所示连接电路亲自实验，分别将磁铁N极和s极插入线圈、拔出线圈，观察电流表指针的偏转方向，加深对感应电流方向的感性认识，同时提出问题:感应电流的方向与哪些因素有关?
2.猜想和假设
【事件5】引导学生根据已有的知识及实验中所观察到的实验现象进行分析，对决定感应电流方向的因素提出猜想，师生共同讨论，对提出的各种猜想进行分析、筛选、合并、归纳，总结出与感应电流方向有关的因素可能有两个:磁通量的变化及原磁场方向。
【教学设计说明】教师不仅要引导学生依据所观察到的现象和已有知识经验提出猜想，还应要求学生分析其合理性。
3.设计实验
【事件6】教师给学生提供以下实验器材:原、副线圈，零刻度在中央的电流表，条形磁铁，电源(电池组)，电健，导线等。
【事件7】学生根据已经掌握的探究电磁感应的产生条件的经验和知识技能，很容易形成两种实验方案:A组实验电路如图2所示，B组实验电路如图3所示。同类实验的小组间通过讨论，完善实验方案，并设计出实验现象记录表。
【教学设计说明】由于学生已经具有探究电磁感应现象的产生条件的经验，能够独立设计实验方案，所以教师仅帮助学生完善实验方案即可.
4.进行实验与收集证据
【事件8】为使学生有效地记录实验现象，实验前教师提出问题:在今天的实验操作过程中，如何确定感应电流的方向?继而，教师引导学生认识到在实验中需要用电流表判断感应电流的方向，因此，实验前需要首先确定出电流方向跟电流表指针偏转方向之间的关系，进而通过实验来确定.
【教学设计说明】新课程提倡探究学习，但并不是要求事事都由学生独立探究，尤其是在时间有限的课堂内，有些辅助性的知识和方法可以由教师直接告诉学生.
【事件9】学生根据最终形成的实验方案进行实验，收集数据，研究感应电流的方向与哪些因素有关。实验操作:A组分别将条形磁铁的N极、S极插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转方向;B组将电键闭合、断开，或左右移动滑线变阻器的触头，观察电流表的指针偏转方向，记录感应电流的方向，再将电源的正、负极反过来，重复上述实验过程.A, B组实验现象记录分别见附录二中的表2和表3,(在学生记录实验现象时，教师需要根据学生的记录情况，及时帮助学生修正观察表，确保学生准确而全面地记录有关信.息。)
5.分析与论证
【事件10】学生分析多变的实验现象，寻找I感方向与B原方向、Φ变化之间的关系。A组同学难以找出上述关系，B组同学也不能找出它们之间的直接关系，但容易发现I感与Φ变化和I原之间的关系，即Φ增加时，I感与I 原反向，Φ减小时，I原与I感，同向.
【事件11】教师借助B组同学发现的I感与I原及Φ变化之间的关系，启发学生寻找同类物理量间的方向关系更容易，从而把学生的研究思路从寻找I感方向与B原方向、Φ变化之间的关系引导到寻找B感方向与B原方向、Φ变化之间的关系上来。同时要求学生在记录表中补充B感方向一栏，并将学生修改完善的实验现象记录表用多媒体展示出来，便于学生分析和交流讨论。
表2 A组实验现象记录表
表3 B组实验现象记录表
【事件12】此时，A, B两组同学都很容易发现。增加时，B感与B原反向;Φ减小时，B感与B原同向.
【教学设计说明】当学生面对多变的实验现象感到迷惑，抓不到本质时，教师应该将其研究思路引领到正确的方向上来.本研究中，将思路从寻找I感方向与B原方向、Φ变化之间的关系转移到寻找感方向与B原方向、Φ变化之间的关系上来，是分析论证得出结论的关健.
【事件13】引导学生深入分析上述关系一一“增则反，减则同”，且用“阻碍”二字将磁通量“增加”和“减小”两种情况下感应电流方向的描述统一起来，进而概括出楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
(三)深化理解
【事件14】引导学生从不同角度理解“阻碍”的含义:
(1)从感应电流磁场方向与原磁场方向的关系理解“阻碍”的含义:“增则反，减则同”。
(2)从磁铁与线圈相对运动的角度理解“阻碍”的含义:磁铁与感应电流间的相互作用力总是阻碍它们间的相对运动，即“来则拒、去则留”。
(3)从能量转化与守恒的角度理解“阻碍”的含义:通过“阻碍”作用，把其它形式的能转化为电能，“阻碍”反映了楞次定律与能量守恒定律从本质上是一致的。
【教学设计说明】引导学生从多个角度认识楞次定律，不仅可以加深学生对定律的理解，还有助于培养学生从多个角度分析问题的能力。
(四)学以致用
【事件15】学生观察下列演示实验，并解释实验现象。
实验装置如图4所示，铁架台上挂一个布娃娃，在娃娃的底部装有一块磁铁，其下方有一铭板.反复将铝板从娃娃下面迅速抽出、插入。
学生交流讨论，解释实验现象:铭板抽出或插入时，由于穿过它的磁通量发生了变化，铝板内产生了感应电流.由楞次定律知，娃娃底部的磁铁与铝板内感应电流间的相互作用力总是阻碍它们间的相对运动，从而导致娃娃随铝板一起运动，且运动方向一致。
【事件16】学生完成以下练习，学会应用楞次定律判断感应电流的方向。
(1)如图5所示，让闭合线圈abcd由位置I通过一个匀强磁场运动到位置II，线圈在运动过程中，什么时候有感应电流产生?感应电流的方向如何?
(2)如图6所示，试判断线圈中感应电流的方向。
【事件17】针对学生存在的问题进行讲解，然后让学生归纳出应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤。
(1)确定原磁场的方向;
(2)确定原磁场的磁通量是增加还是减少;
(3)根据感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化确定感应电流的磁场方向;
(4)应用安培定则确定感应电流的方向.
【教学设计说明】学生在练习的基础上，自己总结解题方法和步骤，突出了学生的主体地位，发挥了学生的主动性.
五、总结
这一教学设计注重让学生亲历楞次定律的探究过程，并根据楞次定律的内容特点和学生的能力水平重点突出了科学探究的两个要素:收集证据、分析与论证.这不仅可以使学生在时间有限的课堂内顺利完成探究学习任务，而且有利于培养学生在观察、实验的基础上，分析、概括物理规律的能力，并从中学会归纳法、列表法、比较法等科学研究方法。
磁铁运动情况
N极插入
N极拔出
S极插入
S极拔出
I感方向
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
Φ变化
增
减
增
减
B原方向
向下
向下
向上
向上
B感方向
向上
向下
向下
向上
I原
顺时针，通电或变阻器右移
顺时针，断电或变阻器左移
逆时针，通电或变阻器右移
逆时针，断电或变阻器左移
I感方向
逆时针
顺时针
顺时针
逆时针
Φ变化
增
减
增
减
B原方向
向下
向下
向上
向上
B感方向
向上
向下
向下
向上