2.1楞次定律（教學設(shè)計）高二物理（人教版2019選擇性）

2.1楞次定律教學設(shè)計備課人學科物理課題2.1楞次定律教學內(nèi)容分析通過學習必修第三冊之后，學生已經(jīng)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對現(xiàn)代社會的影響。在此基礎(chǔ)上本章繼續(xù)學習楞次定律。楞次定律是本章教學的重點和難點。楞次定律解決感應(yīng)電流方向的問題，是法拉第電磁感應(yīng)定律的一部分內(nèi)容，是電磁感應(yīng)的重點。同時楞次定律涉及的因素多(磁場方向、磁通量的變化、線圈繞向、電流方向等),關(guān)系復(fù)雜，并且規(guī)律隱蔽，其抽象性和概括性很強。因此，學生理解楞次定律有較大的難度，楞次定律成為本章教學的難點。本節(jié)課的主要任務(wù)是引導學生通過實驗探究、分析、歸納、概括、總結(jié)得出感應(yīng)電流方向所遵循的一般規(guī)律——楞次定律。在探究楞次定律后，通過楞次定律進行有關(guān)判斷，幫助學生深刻理解楞次定律，順利突破這一難點。學情分析在教授楞次定律的過程中，學情分析是非常重要的環(huán)節(jié)。首先，從學生的知識儲備來看，學生們在之前的物理學習中已經(jīng)積累了一定的電磁學基礎(chǔ)知識，如電流、磁場等概念，這為學習楞次定律奠定了基礎(chǔ)。然而，楞次定律本身涉及的概念較為抽象，需要學生具有較強的邏輯思維能力和空間想象能力，因此，在教授過程中需要特別注意學生的接受能力和思維特點。其次，從學生的學習動機來看，學生們對物理學的興趣和好奇心是驅(qū)動他們學習的重要動力。在教授楞次定律時，可以通過一些生動有趣的實驗和案例來激發(fā)學生的學習興趣，使他們更加主動地參與到學習中來。最后，從學生的學習習慣和方法來看，不同的學生可能有不同的學習風格和偏好。有些學生喜歡通過自學來獲取知識，有些學生則更喜歡在課堂上與老師互動學習。因此，在教授楞次定律時，需要考慮到學生的不同學習需求和學習風格，采用多樣化的教學方法和手段來滿足他們的學習需求。教學目標1.理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，會用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。2.理解右手定則，知道右手定則是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式，會用右手定則判斷感應(yīng)電流方向。3.經(jīng)歷推理分析得出楞次定律的過程，體會歸納推理的方法。4.經(jīng)歷實驗探究得出楞次定律的過程，提升科學探究的能力。教學重難點1、教學重點：理解楞次定律的內(nèi)容及實質(zhì)，掌握利用楞次定律解決問題的方法2、教學難點：引導學生分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)以感應(yīng)電流的磁場作為“中介”來確定感應(yīng)電流的方向教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖新課導入線圈與電流表相連，把磁體的某一個磁極向線圈中插入、從線圈中抽出時，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，但兩種情況下偏轉(zhuǎn)的方向不同，這說明感應(yīng)電流的方向并不相同。感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)？穿過閉合回路的磁通量變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，所以感應(yīng)電流的方向可能與磁通量的變化有關(guān)。感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化（增加或減少）有什么關(guān)系呢？學生通過回顧前面的知識，提出電流的方向與磁通量的變化有關(guān)。通過回顧知識來提出新問題，平穩(wěn)過渡。新課教學一、影響感應(yīng)電流方向的因素實驗一：楞次環(huán)實驗動手做以下以下實驗，認真記錄實驗結(jié)果，并思考為什么會有這樣的實驗結(jié)果？實驗裝置：支架、鋁環(huán)、條形磁鐵實驗觀察任務(wù)：當條形磁鐵靠近或者遠離鋁環(huán)時，觀察鋁環(huán)的運動。實驗操作過程：N極靠近鋁環(huán)，N極遠離鋁環(huán)，S極靠近鋁環(huán)，S極遠離鋁環(huán)。實驗結(jié)果：實驗原理分析：【問題1】鋁環(huán)向后退或者向前追，說明了什么？鋁環(huán)受到了力【問題2】根據(jù)之前所學知識，鋁環(huán)中發(fā)生了什么？鋁環(huán)受到了誰施加給它的什么力？現(xiàn)在，你能判斷上述實驗步驟中出鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向嗎？由上述分析，你能得出的最直觀的結(jié)論是什么？你能根據(jù)上表得出什么規(guī)律？磁通量增加，B原與B感相反磁通量減少，B原與B感相同（二）實驗二：驗證實驗播放第二種實驗探究視頻該實驗結(jié)論與實驗一結(jié)論是否一樣？你由此得出感應(yīng)電流規(guī)律？學生再次總結(jié)規(guī)律動手實驗并記錄實驗現(xiàn)象思考并回答兩個問題。學生利用安培力方向的知識總結(jié)出鋁環(huán)中的電流方向。學生填表總結(jié)楞次定律。動手做實驗填表并回答問題利用實驗引導學生進一步思考。為后面利用該實驗解答問題做鋪墊。為總結(jié)楞次定律做鋪墊。、、采用表格一目了然總結(jié)楞次定律。采用兩個實驗結(jié)論，避免實驗偶然性，鍛煉學生思維嚴密性。二、楞次定律楞次定律的內(nèi)容1.內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的__磁通量的變化__.2.從能量角度理解楞次定律感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向，是_能量守恒_定律的必然結(jié)果，當磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時，推力或拉力做功，使_機械_能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能.楞次定律的理解1.楞次定律中的因果關(guān)系楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果.2.對“阻礙”的理解誰在阻礙？感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙什么？原磁場的磁通量的變化如何阻礙？“增反減同”結(jié)果如何？只是阻礙，不能阻止楞次定律的應(yīng)用典例精析【典例1】法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗如圖所示。軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，當線圈M電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈N中的感應(yīng)電流沿什么方向？【答案】N線圈中電流方向上端流出【解析】①原磁場方向：M線圈中磁場方向向上，N線圈中磁場方向向下②斷開開關(guān)，原磁場磁通量變小③由“增反減同”可判斷N線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向下④利用“安培定則”可判斷N線圈中電流方向上端流出【典例2】如圖所示，在通有電流I的長直導線附近有一個矩形線圈ABCD，線圈與導線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導線的一側(cè)，垂直于導線左右平移時，其中產(chǎn)生了A→B→C→D→A方向的電流。已知距離載流直導線較近的位置磁場較強。請判斷：線圈在向哪個方向移動？【答案】線圈在向左移動【解析】選擇矩形線圈為研究對象，畫出通電直導線一側(cè)的磁感線分布圖（如右圖），磁感線方向垂直紙面向里，用“×”表示。已知矩形線圈中感應(yīng)電流的方向是A→B→C→D→A，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的磁場方向是垂直紙面向外的（即指向讀者的，用矩形中心的圓點“·”表示）。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是阻礙穿過線圈的磁通量變化的。現(xiàn)在已經(jīng)判明感應(yīng)電流的磁場從紙面內(nèi)向外指向讀者，是跟原來磁場的方向相反的。因此線圈移動時通過它的磁通量一定是在增大。這說明線圈在向左移動?！镜淅?】如圖所示，光滑固定導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放于導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時下列說法準確的是（）A．P、Q將互相靠攏B．P、Q將互相遠離C．磁鐵的加速度一定大于gD．磁鐵下落過程機械能守恒【答案】A【解析】AB．條形磁鐵從高處下落接近回路時，閉合回路中磁通量增加，根據(jù)楞次定律，P、Q將互相靠攏以阻礙磁通量的增加。A正確，B錯誤；CD．條形磁鐵從高處下落接近回路時，閉合回路中磁通量增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場會阻礙磁鐵的靠近以達到阻礙回路磁通量增加的目的，所以條形磁鐵下落的加速度小于g，磁鐵受到阻力，并且阻力做功，所以磁鐵的機械能減少。CD錯誤。故選A。（五）楞次定律的拓展應(yīng)用1.“來拒去留”（阻礙相對運動角度）：即磁體與導體間發(fā)生相對運動時，兩者靠近會產(chǎn)生斥力，兩者遠離會產(chǎn)生引力。2.Ф不變趨勢（阻礙磁通量變化角度）：判斷由于磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流使物體運動這一類問題時，總有使物體朝Ф不變方向發(fā)展的趨勢?！霸龇礈p同”3.對Ф不變趨勢的理解：①若B增大了，可以運動到B小一點的地方去，也可以讓S變小一點，即面積有收縮的效果；②若B增小了，可以運動到B大一點的地方去，也可以讓S變大一點，即面積有擴張的效果vv學生閱讀課文結(jié)合所學知識并完成填空學生逐個回答問題。嘗試解答例題，并展示答案。學生現(xiàn)總結(jié)楞次定律的內(nèi)容。鍛煉學生總結(jié)歸納問題能力深層次理解楞次定律鍛煉學生應(yīng)用所學知識解答問題能力。為拓展楞次定律的內(nèi)容打下基礎(chǔ)。鍛煉學生總結(jié)歸納問題能力。三、右手定則（一）思考與討論在右圖中，假定導體棒CD向右運動。我們研究的是哪個閉合導體回路？提示：回路CDEF當導體棒CD向右運動時，穿過這個閉合導體回路的磁通量是增大還是減?。刻崾荆涸龃蟾袘?yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向的？提示：逆時針導體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個方向的？提示：CD（二）右手定則內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。這就是更便于判定導線切割磁感線時感應(yīng)電流方向的右手定則。適用范圍：閉合電路一部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流.你能說明右手定則與楞次定律有什么關(guān)系？（三）右手定則與楞次定律先逐個回答問題，然后老師解釋右手定則，學生在嘗試解得導體棒向左運動問題。學生閱讀課文總結(jié)歸納右手定則。學生回答問題并交流感受右手定則鍛煉學生總結(jié)歸納能力完善知識體系。課堂總結(jié)板書設(shè)計第1節(jié)楞次定律作業(yè)設(shè)計作業(yè)分為兩塊，一是課堂練習，旨在對本堂課學習中動量的概念和實驗思路進行檢測，一是分層練習，分層次的訓練學生對知識的掌握情況。教學反思與評價經(jīng)過對楞次定律的教學實踐，我進行了深入的教學反思。首先，在教學內(nèi)容方面，我發(fā)現(xiàn)將楞次定律與實際應(yīng)用相結(jié)合，可以使學生更加深入地理解其內(nèi)涵和應(yīng)用價值。例如，在介紹楞次定律時，可以引入一些實際的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，如發(fā)電機的工作原理等，這樣可以幫助學生更好地掌握楞次定律的實質(zhì)。其次，在教學方法方面，我發(fā)現(xiàn)采用互動式教學和實驗教學的方式可以更好地激發(fā)學生的學習興趣和積極性。通過讓學生參與到實驗中來，讓他們親自動手操作、觀察現(xiàn)象、分析問題，可以加深他們對楞次定律的理解和記憶。最后，在教學效果方面，我認為應(yīng)該注重學生的反饋和評價。通過與學生