《科学探究：感应电流的方向 第2课时》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册（新课标）】

6/61科学探究：感应电流的方向（第2课时）教学目标1.通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。2.理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向。3.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。‘4.掌握右手定则，并理解右手定则的实质。教学重难点教学重点理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向教学难点能运用楞次定律判断感应电流的方向教学准备多媒体设备教学过程新课引入教师活动：展示图片：教师提问：将内径一样的铝管（或铜管）和塑料管竖直放置在垫有毛巾的桌面上方，从统一高度同时释放两块磁性很强的磁体，一块从铝管内下落，另一块从塑料管内下落。进入铝管的磁体将会滞后一段时间落到桌面。为什么呢？讲授新课一、楞次定律1．实验现象分析将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所示，记录感应电流方向。图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向归纳总结(a)向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加(b)向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少教师活动：（引导学生，一起分析）当条形磁铁的任一极移近或插入闭合线圈（螺线管）时，穿过该线圈的磁通量增加，使线圈中产生感应电流，由感应电流激发的磁场B'的方向总是与条形磁铁的磁场B的方向相反，从而阻碍了线圈中磁通量的增加（图a）。反之，当条形磁铁的任一极拔出或离开闭合线圈（螺线管）时，穿过该线圈的磁通量减少，使线圈中产生感应电流，由感应电流激发的磁场B'的方向总是与条形磁铁的磁场B的方向相同，从而阻碍了线圈中磁通量的减少（图2.实验结论当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。3．楞次定律教师活动：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。4．楞次定律中“阻碍”的含义5．“阻碍”的表现从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有三种：(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。(3)通过改变线圈面积来“反抗”。6．对阻碍的三点理解(1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”。(2)阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同。(3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动。7.楞次定律的实质“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。8．运用楞次定律判断感应电流的步骤(1)确定原磁场的方向。(2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。(4)判定感应电流的方向。二、右手定则1．内容伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导线运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。如图所示：2．适用范围适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。3．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源。4．楞次定律与右手定则的区别及联系规律比较内容楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例5.右手定则应用的两点注意(1)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导体和磁场没有相对运动不能应用。(2)右手定则判定导体切割磁感线产生的感应电动势时，四指的指向是由低电势指向高电势。典题剖析例1.关于感应电流，以下说法中正确的是()A．感应电流的方向总是与原电流的方向相反B．感应电流的方向总是与原电流的方向相同C．感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D．感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反解析：由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误。答案：C例2.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电解析：在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。选项D正确。答案：D教师提问：上例中，若条形磁铁穿过线圈，在S极离开线圈下端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是怎样的？学生回答：根据楞次定律，S极离开时，穿过线圈的磁通量方向向下且在减少，线圈中的感应电流方向为顺时针(由上向下看)，流过R的电流方向从a到b，电容器下极板带负电，上极板带正电。例3.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcba解析：线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律线