高二物理 選擇性必修二《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、授課題目：楞次定律教師姓名：陳錦蕓學(xué)校名稱：深圳市鹽田高級(jí)中學(xué) 使用教材：新人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)教材分析、學(xué)情分析楞次定律選自新人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)第二章第一節(jié)。本節(jié)課是在學(xué)生了解感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究影響感應(yīng)電流方向的因素的一節(jié)課，是本章的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，也為后面 “自感現(xiàn)象”以及“渦流現(xiàn)象”的學(xué)習(xí)做好鋪墊。新課標(biāo)對(duì)本節(jié)課的要求是：通過實(shí)驗(yàn)探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。在必修三的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道了磁場(chǎng)變化能在閉合回路中產(chǎn)生電流，并從這個(gè)現(xiàn)象知道了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。但探究感應(yīng)電流方向影響因素，從科學(xué)思維的角度來說，要求學(xué)生有極強(qiáng)的推理與歸納能力

2、，而高二學(xué)生的實(shí)驗(yàn)解釋能力和規(guī)律的歸納能力還不是很成熟，所以需要在教學(xué)中通過實(shí)例、實(shí)驗(yàn)、教具幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的表面現(xiàn)象中看出“相同事件”和“相關(guān)事件”的共同特征，使學(xué)生對(duì)楞次定律有更深刻的理解。二、教學(xué)目標(biāo)依據(jù)新課程理念、教材編排意圖和學(xué)生的實(shí)際情況，提出以下教學(xué)目標(biāo)：（一）物理觀念 掌握楞次定律的主要內(nèi)容，能熟練運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。（二）科學(xué)思維培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中尋找聯(lián)系并總結(jié)出規(guī)律的邏輯思維能力，以及提高學(xué)生的知識(shí)歸納能力。（三）科學(xué)探究1. 通過自制的實(shí)驗(yàn)小道具使學(xué)生體驗(yàn)“來拒去留”的現(xiàn)象，并得出判斷感應(yīng)電流方向的方法；2. 通過自制實(shí)驗(yàn)道具驗(yàn)證判斷感應(yīng)電流方向的方法，進(jìn)一步概

3、括楞次定律的基本內(nèi)容。（四）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.通過探究影響感應(yīng)電流方向的因素，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸椒ā?.經(jīng)歷合作探究過程，領(lǐng)略科學(xué)探究的思想，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1. 重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究楞次定律的主要內(nèi)容。2. 難點(diǎn)：總結(jié)楞次定律內(nèi)容，將感應(yīng)電流方向與原磁場(chǎng)磁通量變化聯(lián)系到一起。四、教法與學(xué)法1. 教法：探究式實(shí)驗(yàn)法、啟發(fā)式教學(xué)法。2. 學(xué)法：小組合作學(xué)習(xí)。五、實(shí)驗(yàn)器材（一）引入實(shí)驗(yàn)：鋁管，小磁鐵，鋁管小車，如圖1所示；圖1 鋁管小車（左）圖1 鋁管小車（左）和落磁實(shí)驗(yàn)（右）（二）演示實(shí)驗(yàn)：自制儀器楞次定律演示儀，如圖2所示。圖圖

4、2 楞次定律演示儀楞次定律演示儀包括自制線圈（約3600匝），兩種不同顏色的二極管展板，導(dǎo)線若干，規(guī)格為30cm*45cm 的PVC板，兩個(gè)條形磁鐵，6塊直徑為20mm，厚10mm的強(qiáng)磁鐵。主要部件及其作用介紹：1. 規(guī)格相同，顏色不同的二極管展板可以精確顯示此時(shí)電路中感應(yīng)電流的方向。2. 自制線圈，增加線圈匝數(shù)，增大實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯。六、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)（一）教材實(shí)驗(yàn)方案分析實(shí)驗(yàn)1：如圖3所示，2019版新人教版教材中，關(guān)于楞次定律實(shí)驗(yàn)一直使用靈敏檢流計(jì)來演示感應(yīng)電流的方向，在課前提出問題時(shí)，教材使用如下實(shí)驗(yàn)來提出感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)的問題。教材這樣

5、表述：“將線圈與電流表相連，把磁體的某一磁極向線圈中插入，從線圈中抽出時(shí)，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。”圖圖3 教材實(shí)驗(yàn)演示圖但教材中的方案卻有著以下幾點(diǎn)不足：1. 教材未明確提出使用多大匝數(shù)的線圈，如果使用一般實(shí)驗(yàn)室所配備的磁體和線圈，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯；2. 電表結(jié)構(gòu)的封閉性，感應(yīng)電流方向顯示不直觀。此外指針偏轉(zhuǎn)過程中因慣性存在指針反偏現(xiàn)象，從而導(dǎo)致學(xué)生在判斷感應(yīng)電流方向時(shí)存在問題。實(shí)驗(yàn)2：對(duì)于探究影響感應(yīng)電流方向因素的實(shí)驗(yàn)中，教材采用如圖4所示實(shí)驗(yàn)方案，先經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究得出無法找出感應(yīng)電流方向與磁通量變化之間的關(guān)系，需要換一個(gè)角度來思考問題。并進(jìn)一步提出需要尋求一個(gè)中介，即將感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)

6、和原磁通量變化建立聯(lián)系，最后總結(jié)出楞次定律的相關(guān)內(nèi)容。圖圖4 教材實(shí)驗(yàn)演示圖2教材中的實(shí)驗(yàn)方案存在幾個(gè)明顯的不足之處：1. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的聯(lián)系不直觀，教學(xué)所涉及的物理量較多，如原磁場(chǎng)方向，感應(yīng)磁場(chǎng)方向，磁通量，感應(yīng)電流方向等，給教學(xué)設(shè)計(jì)帶來極大的挑戰(zhàn)。2. 通過實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生有極強(qiáng)的推理與歸納能力，特別是在尋找中介來判斷影響感應(yīng)電流方向的因素，對(duì)學(xué)生是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，給教學(xué)帶來一定的教學(xué)難度。（二）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn):1. 利用楞次定律演示儀，直接提出本節(jié)課的重點(diǎn)就是如何判斷感應(yīng)電流的方向；2. 利用鋁管小車，通過“來拒去留”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生理解此時(shí)鋁管產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的關(guān)系；3. 再次利用楞次定

7、律演示儀，驗(yàn)證如何判斷感應(yīng)電流的方向。七、實(shí)驗(yàn)原理（一）落磁實(shí)驗(yàn)與鋁管小車實(shí)驗(yàn)當(dāng)通過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合的鋁管將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)將阻礙其原磁通量的變化。即在落磁實(shí)驗(yàn)中，表現(xiàn)為阻礙小磁鐵下落，使得小磁鐵在鋁管中下落較慢；在鋁管小車的實(shí)驗(yàn)中，則顯示出“來拒去留”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（二）楞次定律演示儀實(shí)驗(yàn)當(dāng)通過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電流；由于磁鐵插入與拔出過程中，通過線圈中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向不同，在楞次定律演示儀上，則表現(xiàn)為對(duì)應(yīng)不同的操作，不同顏色的二極管發(fā)光。八、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為：實(shí)驗(yàn)探究楞次定律的主要內(nèi)容，掌握判斷

8、感應(yīng)燈電流方向的方法。教學(xué)流程圖如下。九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程（一）引入實(shí)驗(yàn)：落磁實(shí)驗(yàn)為產(chǎn)生懸念，演示實(shí)驗(yàn)時(shí)教師不必過多介紹，也可以讓學(xué)生上來參與實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過觀察后不難發(fā)現(xiàn)，磁鐵在鋁管中下落得較慢，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。 圖圖5 落磁實(shí)驗(yàn)（二）探究感應(yīng)電流方向的判斷方法演示實(shí)驗(yàn)1：提出問題：如何判斷電路中感應(yīng)電流的方向如圖6所示，教師通過演示插拔磁鐵時(shí)，閉合線圈產(chǎn)生不同方向的感應(yīng)電流，提出本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容。 插入磁鐵 拔出磁鐵圖6 實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象圖演示實(shí)驗(yàn)2：利用鋁管小車實(shí)驗(yàn)判斷感應(yīng)磁場(chǎng)的方向如圖7所示，利用鋁管小車，請(qǐng)同學(xué)們觀察當(dāng)磁鐵靠近或遠(yuǎn)離鋁管小車時(shí)，會(huì)產(chǎn)生怎樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

9、象，引發(fā)學(xué)生考慮到此時(shí)鋁管會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)，并隨著實(shí)驗(yàn)操作的不同，感應(yīng)磁場(chǎng)的方向發(fā)生了變化。 圖7 鋁管小車實(shí)驗(yàn)【教師點(diǎn)撥】“來拒去留”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，看似毫無聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其背后蘊(yùn)含著一定的規(guī)律。即磁鐵靠近時(shí)，通過鋁管的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，通過鋁管的磁通量減少，產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同?！厩捎洝坷迷龇礈p同與右手螺旋定則來判斷感應(yīng)電流的方向。演示實(shí)驗(yàn)3：利用楞次定律演示儀驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過上述總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析插拔磁鐵時(shí)，電路中感應(yīng)電流的方向，利用楞次定律演示儀驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)一步對(duì)幫助學(xué)生概括楞次定律的內(nèi)容。圖圖8 實(shí)驗(yàn)分析表格 圖9 插拔線

10、圈實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖 圖10 圖10學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)解釋課前落磁實(shí)驗(yàn)的原理，解釋為何磁鐵在鋁管中下落得較慢。特別是需要重點(diǎn)理解以下三個(gè)問題：1.誰在阻礙？阻礙誰？2.“阻礙”就是B感與B原方向相反？怎么阻礙？ 3.能否阻止？阻礙的結(jié)果？十、實(shí)驗(yàn)相關(guān)試題在學(xué)習(xí)本節(jié)課后，學(xué)生掌握了如何利用楞次定律來判斷感應(yīng)電流的方向。特別的對(duì)于剛剛學(xué)習(xí)完楞次定律的學(xué)生而言，課后布置學(xué)生完成教材的例題1和例題2，根據(jù)自身學(xué)習(xí)實(shí)際情況選做課后習(xí)題。首先作為教材例題具有基礎(chǔ)性，可以讓大多數(shù)學(xué)生掌握如何利用楞次定律判斷感應(yīng)電流的基本思路；其次作為教材例題，其具備的典型性可以作為解決各類楞次定律題目的參考。圖11 教材例題十一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)：本節(jié)課的教學(xué)思路先以趣味實(shí)驗(yàn)“落磁實(shí)驗(yàn)”引入新課，再由鋁管小車實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而提出產(chǎn)生“來拒去留”的現(xiàn)象是因?yàn)殇X管小車中產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)；隨后通過感應(yīng)磁場(chǎng)提出如何判斷感應(yīng)電流的方向，利用鋁管小車實(shí)驗(yàn)的具體操作，引導(dǎo)學(xué)生思考原磁通量的變化、感應(yīng)磁場(chǎng)方向、感應(yīng)