人教版(新教材)高中物理选择性必修2教学设计3：2 1 课时1 实验：探究影响感应电流方向的因素教案

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE12.1课时1实验：探究影响感应电流方向的因素〖教材分析〗本节内容在感应电流的产生条件基础上来开展的，与前面的不同，本节是从感应电流的方向的角度来考虑问题。楞次定律是本章的重点和难点，楞次定律是学习法拉第电磁感应现象的基础，也为下一章的交流电做铺垫，所以是重点。它涉及的因素多（原磁场和感应电流的磁场方向，磁通量变化、原电流和感应电流方向等），关系复杂多变；规律比较隐蔽，抽象性和概括性很强，表述方法多样，因此是难点内容，学习非常困难。〖教学目标与核心素养〗物理观念：探究影响感应电流方向的因素。科学探究：通过实验探究归纳判断感应电流方向的过程，体会科学探究在物理规律形成中的作用。〖教学重难点〗教学重点：探究影响感应电流方向的因素。教学难点：探究影响感应电流方向的因素。〖教学准备〗多媒体课件、导线、线圈、电流计等。〖教学过程〗朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。这首人们耳熟能详的唐诗，曾给我们带来多少愉悦和幻想呀!如今，诗人笔下的三峡，不仅风景秀丽依然，更在为祖国的建设作着巨大的贡献。三峡水电站安装着32台巨型发电机，总装机容量2250万千瓦。千年流淌的滚滚长江，正在焕发器青春。这是三峡发电机组和发电量。电厂里巨大的发电机怎么会发出这么多电来?磁生电有什么规律呢?这一章我们将进一步去认识电与磁的规律。一、新课引入线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关?（实验演示）二、新课教学（一）影响感应电流方向的因素电流的方向，看不见摸不着，那怎么办呢？对了，电流表指针的偏转方向通过它我们可以推断电流方向。电流的方向可以看到了，下面来看实验。课本实验：探究影响感应电流方向的因素电流的方向可以看到了，下面来看实验。把器材都连接好，然后把条形磁铁的N极分别插入线圈和从线圈中拔出。将磁铁翻转，然后把S极分别插入线圈和从线圈中拔出。记下电流表的偏转方向，然后推算出电流方向。问题1：电流方向有了，它跟什么有关呢？这要看电流是怎么产生的？咱们知道感应电流是由磁通量变化引起的。那电流方向应该也和它有关，具体是什么关系呢？先把磁场找出来，条形磁铁磁感线外部是N到S，所以磁铁的磁场是这样的。先看这两个，当磁铁靠近或插入线圈时穿过线圈的磁通量增大。但是感应电流的方向却不是一样的，说明磁通量增加不能判断感应电流的方向。同样当磁铁离开或从线圈中拔出时也一样。说明磁通量的增减不能判定感应电流的方向，即实验并不能直接显示出感应电流的方向与磁通量变化的关系。问题2：那该怎么判断感应电流的方向呢？进一步分析可以想到，磁体周围存在磁场，感应电流也会产生磁场。感应电流磁场的磁通量与磁体磁场的磁通量有没有联系呢?由于线圈的横截面积是不变的，磁通量的变化可以用磁场的变化来体现。感应电流的方向与磁场的方向有关，我们应该选择磁体的磁场和感应电流的磁场进行分析。即：通过中介：感应电流的磁场来判断。下面先看甲图的情况，为了更加清晰的说明问题，通过表格来比较图。磁铁磁场的方向，条形磁铁磁感线外部是N到S，但是我们研究的是穿过线圈的那部分磁场，其它的不考虑，所以磁铁磁场的方向是向下的。感应电流方向：图中已经标出了感应电流的方向，俯视图，逆时针方向。感应电流的磁场方向：磁场方向我们用右手定则就好了，这个是一个通电螺线管，所以根据右手螺旋定则，四指电流环绕方向，拇指就是N极所指的方向。感应电流的磁场方向是向下的。同理乙图也是如此。（为了更加清晰的展示这个过程使用实验演示）线圈内磁通量增加情况图号磁铁磁场的方向感应电流方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针（俯视）向上乙向上顺时针（俯视）向下所以当磁铁靠近或插入线圈时穿过线圈的磁通量增大，感应电流产生的磁场和磁铁的磁场方向相反。再来看这丙丁这个两个，穿过线圈的原磁场的方向是向下，感应电流方向是顺时针（俯视），感应电流的磁场方向是向下的。丁也是穿过线圈的原磁场的方向是向上，感应电流方向是逆时针（俯视），感应电流的磁场方向是向上的。线圈内磁通量增加情况图号磁铁磁场的方向感应电流方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针（俯视）向下丁向上逆时针（俯视）向上所以你会发现当磁铁离开或从线圈中拔出时穿过线圈的磁通量减小，感应电流产生的磁场和磁铁的磁场方向是相同的。也就是说，甲乙线圈磁通量增加时，感应电流产生的磁场和磁铁的磁场方向是相反的。丙丁线圈磁通量减少时，感应电流产生的磁场和磁铁的磁场方向是相同的。可以概括为增反减同。问题3：这时感应磁场的方向，对磁通量的变化有何影响呢？当穿过回路的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，它会阻碍磁通量增大。当穿过回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，它会阻碍磁通量减小。也就是说感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化，这就是楞次定律。〖板书设计〗实验：探究影响感应电流方向的因素1.实验目的：探究影响感应电流方向的因素2.实验过程：2.实验结论：