高中物理 《探究感应电流的方向》教案 沪科版选修3-2

1、探究感应电流的方向一、教学目标1、知识与技能（1）理解楞次定律, 会运用定律解决有关问题。（2）提高学生实验能力、思维能力、推理能力和运用知识解决问题的能力.2、过程与方法（1）实验探究:学生观察实验，分析实验，探究物理规律，培养学生的观察能力、自主探究能力。（2）比较总结：通过对现象的分析、比较及总结规律的过程，培养学生的分析能力和归纳能力。 3、情感、态度、价值观（1）通过实验探究过程，培养学生严谨的科学态度，树立从实践中来，再到实践中去的辨证唯物主义世界观。（2）分组实验，相互交流，师生互动培养学生的合作交流能力、二、教学重点与难点本节内容重点首先是实验的探究过程，其次是对探究的结果进行

2、分析、归纳和总结出楞次定律，并能正确的理解楞次定律。本节内容难点是由探究结果分析、归纳和总结楞次定律以及对楞次定律的本质理解。三、教具（1）轻质闭合铝环（或者用10匝细漆包线绕成的圆线圈替代，漆包线的接头用焊锡焊牢，面积不宜过大）（2）条形强磁铁（3）铁架台、细线等（4）灵敏电流计，线圈，导线等四教学过程1、新课引入（1）产生感应电流的条件是什么？（2）在探究电磁感应的实验中（如图），请学生观察将磁铁插入线圈时，电流表的指针向什么方向偏转？将磁铁拔出线圈时，电流表的指针向什么方向偏转？为什么会有不同的偏转方向？这个实验说明了什么？（3）多媒体展示磁悬浮列车的运动（如右图）多媒体展示磁悬浮列车的

3、原理图：如图所示是磁悬浮列车的原理图,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,现将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁体A上方的空中.学生思考磁悬浮列车为什么能悬浮在空中？由此引入新课。2新课讲授一、分组实验，探索研究学生每两人组成一个实验小组，按教材中的实验装置1 15(如右图)进行实验。教师强调要能观察到明显的现象，磁铁接近或离开铝环的速度要快。让学生观察实验现象，并思考下列问题：问题1、当条形磁铁的任一端靠近铝环和远离铝环时，分别看到什么现象？问题2、当条形磁铁N极靠近铝环时，铝环被“排斥”，说明了铝环中有了感应电流，能根据什么原理判断此铝环中感应电流的

4、方向？问题3、当条形磁铁的N极靠近和远离铝环时，穿过铝环的磁通量是怎样变化的？ 磁通量的变化与感应电流的磁场方向有无关系？问题4、能否采用此实验法来研究感应电流的磁场方向与磁通量变化的关系？如何设计实验表格？在学生讨论的基础上，学生自己设计出实验表格。学生的表格是多样性的，在多样性的表格中选最佳的，如下表格供全体同学参考。采取的措施铝环被吸引或被排斥（向左或右偏转）感应电流的磁场方向（向左或右）原磁场的方向（向左或右）原磁场的变化（增或减）两磁场方向的关系（相同或向反）磁铁N极插入磁铁N极从铝环离开磁铁S极插入磁铁S极从铝环离开观察并记录当条形磁铁N极或S极移近或插入轻质铝环过程中铝环的偏转情

5、况，并将实验观察到的结论填入表格中，然后用多媒体展示不同小组的表格填写情况。二、分析现象，得出结论学生在完成表格填写的同时，实际上也就完成了对实验现象的分析。为降低难度，教师在巡视学生实验时帮助点拨指导：当磁铁靠近线圈时，线圈被推开，线圈本身无磁性，说明线圈中产生了感应电流，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，根据安培定则可以判断感应电流的方向。当磁铁离开线圈时，线圈被吸引，说明线圈中产生了感应电流，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同。教材图1 16（如右图）是分析得出楞次定律得出的关键，利用多媒体展示这个图形的动态过程。在学生分析讨论的基础上，教师要引导学生分析由特殊到一般的规律：当闭合电路

6、中原磁场的磁通量增大时，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，阻碍原磁场磁通量的增加；当闭合电路中原磁场的磁通量减小时，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相同，阻碍原磁场磁通量的减小，总结出楞次定律内容。楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少，在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化。引导学生逐字分析楞次定律的内容，讨论阻碍的物理含义。并利用本节的实验探究，总结出利用

7、楞次定律判断感应电流方向的步骤：（1）明确研究的闭合回路，判断此回路中原磁场的方向（2）判断原磁场磁通量的增减情况（3）根据楞次定律确定感应电流磁场方向（4）根据安培定则确定感应电流的方向应当指出的是，楞次定律虽然没有直接明确感应电流的方向，但指出了感应电流的磁场方向，感应电流的方向只需进一步由安培定则确定。所以说楞次定律是判断感应电流方向的普适规律。三、提出问题，突破难点教师提问：楞次定律的核心是什么？怎样理解“阻碍变化”？学生对教师的提问展开讨论，各抒己见。在学生讨论的基础上教师总结：楞次定律的核心是“阻碍变化”，“阻碍变化”并不是说感应电流的磁场方向总是跟原磁场方向相反，而是指当0时，感

8、应电流的磁场方向跟原磁场方向相反，阻碍磁通量的增大；当0时，感应电流的磁场方向总是跟原磁场方向相同，阻碍磁通量的减小。概括地说，即感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。四、楞次定律与能量转化教师提问：在探究实验中，铝环机械能增加了，什么能量减少了？能量是怎样转化的？学生结合教材中的问题讨论回答。教师再通过多媒体展示例题：(1)导体ab向右匀速运动，闭合回路的感应电流方向怎样？能量是如何转换的？学生根据闭合回路的磁通量增加，“感应电流的磁通量阻碍原磁通量的增加”，因此知道回路中感应电流为逆时针方向，在这一过程中外力克服磁场力做功，完成了机械能电能内能的转化。(2)条形磁铁自上向下运动时，搁

9、置在光滑轨道上的金属棒ab、cd将如何运动，这个过程能量是怎样转化的？学生分析：通过闭合回路的磁通量增加，感应电流“阻碍原磁通增加”，尽管不知条形磁铁下端是什么极，但可以肯定，导体ab、cd互相靠拢以阻碍内部磁通量增加。在这一过程中重力克服磁场力做功，完成了机械能电能机械能+内能的转化。上述的“阻碍”过程，事实上就是一个其它形式能向电能转化的过程。教师总结：楞次定律实质上是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现。五、案例分析，得出右手定则教材案例2（课本插图1 18）：引出了右手定则，右手定则是课程标准规定的内容，通过本案例让学生知道楞次定律与右手定则都能判断感应电流的方向。右手定则可以看作

10、是楞次定律的特殊情况。对于闭合电路的一部分导体切割磁感线而产生感应电流的情况，用右手定则来判断感应电流的方向往往比用楞次定律简便。六课堂讲练，巩固知识教材案例1（课本插图1 17）：由学生讨论完成案例3：解释引入新课时的磁悬浮列车的原理图，再用多媒体展示：如图所示是磁悬浮列车的原理图,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,现将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁体A上方的空中.A.当B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流；当稳定后,感应电流消失.B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流；当稳定后,感应电流仍存在.C.如A的N极朝上,B的感应电流方向如图中

11、所示.D.如A的N极朝上,B中的感应电流方向与图中所示相反答案：BD案例4：如图所示，导体杆ab向右运动对，请用两种方法判断电路中产生的感应电流方向。通过学生分析，让学生体会用楞次定律判定感应电流的方向跟用右手定则判断的结果是一致的，对于闭合电路的一部分导体切割磁感线而产生感应电流的情况，用右手定则来判断感应电流的方向往往比用楞次定律简便。4小结在电磁感应现象中，确定感应电流的方向是一个重要问题。当穿过闭合电路的磁通量无论经何种方式发生变化时，闭合电路中都要产生感应电流，感应电流的磁场方向总可由楞次定律得以确定，所以说楞次定律是判定感应电流方向的普适规律。当闭合电路的磁通量变化由闭合电路的一部

12、分导体作切割磁感线运动而引起时，感应电流的方向用右手定则判定比较方便，所以说右手定则是楞次定律的特殊情况。5布置家庭作业与活动6设计说明“楞次定律”是高中物理电磁学部分的重要内容，传统的教学设计是：教师演示实验学生观察实验教师引导学生分析得出楞次定律讲解例题课堂训练课后巩固，按照这样的流程操作，虽然也能让学生学会如何应用楞次定律来判断感应电流的方向，但不难看出这种教学模式仍为“师传生受”，学生还是被动地接收知识，即使学会了，也不能算会学，而且学生的创新精神和实践能力亦难以得到进一步培养。物理32中“探究感应电流方向”是一节科学探究课，采用“探究式”教学，即：“创设一个问题情景学生讨论猜想设计实验探索实验分析实验现象得出楞次定律课堂讲练巩固练习”。教材中给出的实验装置简单，实验操作过程也简单。为了实验现象明显，宜采用磁性较强的圆柱型