《法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析 無論法拉第電磁感應(yīng)定律還是楞次定律，首先它們都是電磁感應(yīng)這一事物本身屬性的一個(gè)放映，客觀存在且發(fā)展變化。既然是放映事物本質(zhì)的規(guī)律，在物理學(xué)中稱為定律，從新課程標(biāo)準(zhǔn)來看，是體現(xiàn)“過程與方法”這一具體課程目標(biāo)的最佳切入點(diǎn)。教材指明了教學(xué)的方向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。但在探究的細(xì)節(jié)和過程上，留給了教師和學(xué)生廣闊的思考設(shè)計(jì)空間，有助與激發(fā)新思維，發(fā)現(xiàn)新方法，提出新問題，得出新結(jié)論，體現(xiàn)新課程。 從教材內(nèi)容來看，楞次定律將學(xué)生知識范圍內(nèi)有關(guān)“場”的概念從“靜態(tài)場”過渡到“動(dòng)態(tài)場”，而

2、且它涉及的物理量多，關(guān)系復(fù)雜，為教學(xué)帶來了很大的難度。 二、學(xué)情分析本節(jié)課是規(guī)律的探究課，呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是現(xiàn)象，是問題，而不是結(jié)論。受應(yīng)試教育的影響，在上課前告訴學(xué)生上課的內(nèi)容，學(xué)生會將結(jié)論記住，在課堂上機(jī)械的，劇本式的配合老師，沒有深入的思考，達(dá)不到教學(xué)的目的，因此本節(jié)課的教學(xué)沒有要求學(xué)生預(yù)習(xí)。 面對新現(xiàn)象，新問題，且沒有唯一固定的答案，學(xué)生有濃厚的探究欲望，為其思維的發(fā)散提供了較大的空間。從另外一個(gè)角度講，本節(jié)內(nèi)容，數(shù)學(xué)運(yùn)算，物理理論要求不高，適當(dāng)?shù)赜纸档土藢W(xué)習(xí)難度，選擇探究式教學(xué)是最佳的途徑。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能 a）通過實(shí)驗(yàn)探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系，并會敘述楞次定律的

3、內(nèi)容。b）通過實(shí)驗(yàn)過程的回放分析，體會楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義，感受“磁通量變化”的方式和途徑。c）通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀比較，進(jìn)一步明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的過程仍能遵循能量轉(zhuǎn)化和守恒定律2. 過程與方法 a）觀察實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流存在方向問題。b）嘗試用所學(xué)的知識，設(shè)計(jì)感應(yīng)電流方向的指示方案，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作。c）關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的個(gè)性，找出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的共性，并總結(jié)出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和創(chuàng)新思維能力。3. 情感態(tài)度價(jià)值觀 熱情：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，操作過程中逐步積蓄探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生勇于探究的精神；參與：養(yǎng)成主動(dòng)參與科學(xué)研究的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣；交流：在自由開放平等的探究交流空間，能互相配合，

4、互相鼓勵(lì)，友好評價(jià)，和諧相處。哲學(xué)思考：能夠用因果關(guān)系和矛盾論的辨正觀點(diǎn)認(rèn)識楞次定律；四、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：楞次定律探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)。難點(diǎn)：感應(yīng)電流激發(fā)的磁場與原來磁場之間的關(guān)系。定律內(nèi)容表述中阻礙二字的理解。五、設(shè)計(jì)思想本節(jié)課結(jié)合校學(xué)生的特點(diǎn)對教材的內(nèi)容進(jìn)行了深入的挖掘和思考，備教材，備學(xué)生，備教法，始終把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，讓學(xué)生參與，讓學(xué)生設(shè)計(jì)，營造一個(gè)“安全”的教學(xué)環(huán)境，廣開言路，讓學(xué)生的思維與教師的引導(dǎo)共振。結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)楞次定律的內(nèi)容，把規(guī)律的得出過程和方法放在首位，把學(xué)生的情感價(jià)值體驗(yàn)放在重要位置。六、教學(xué)過程（一)、感應(yīng)電流1.認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中注意引

5、導(dǎo)學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過程中的關(guān)鍵物理過程，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)，教材中的實(shí)驗(yàn)是矣。2.定義：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。（二）、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件在圖1所示實(shí)驗(yàn)時(shí)，指明線圈b與電流組成一個(gè)閉合回路，線圈a通過滑動(dòng)變阻器，電鍵與直流電源組成電路，接通電鍵線圈a有電流而產(chǎn)生磁場，這是觀察的基礎(chǔ)。注意觀察：關(guān)閉電鏈瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，記住偏轉(zhuǎn)方向，關(guān)閉電鍵后，線圈a中電流穩(wěn)定后，電流計(jì)指針又指示零，線圈b中在關(guān)閉電鍵瞬間產(chǎn)生感應(yīng)電流，而后無感應(yīng)電流。引導(dǎo)學(xué)生分析此過程的條件和結(jié)論。應(yīng)為：閉合電路中磁通量發(fā)生變化，在閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。打開電

6、鍵；讓滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭滑動(dòng)，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況，結(jié)論應(yīng)是：無論用什么方法使b線圈中磁通量發(fā)生變化，都能在線圈b所在的閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。應(yīng)注意在閉合電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是磁通量是否發(fā)生變化，而不是有無磁通量。（三)、磁通量的變化1.閉合電路是我們的研究對象，在研究過程中必須認(rèn)清哪部分電路所包用的面積是我們的研究對象，才能準(zhǔn)確處理磁通量。2.要分清磁通量，磁通量變化量，磁通量變化率，這三個(gè)不同概念，但彼此間密切聯(lián)系。磁通量：=bs，s應(yīng)表示與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的面積。不決定是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。磁通量變化量： =2-1，是建立在準(zhǔn)確確定，1,2的基礎(chǔ)上，決定在閉合回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，但不能

7、決定感應(yīng)電流大小。使磁通量發(fā)生變化的因素很多，例如：閉合回路的面積、形狀的變化，回路平面與磁場間方向發(fā)生變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化等。在處理問題時(shí)，應(yīng)注意使用這些條件。磁通量變化率，不同于磁通量變化量，它表示磁通量變化快慢，以后要詳細(xì)講述。3.切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流：初中學(xué)過閉合電路中部分電路做切割磁感線運(yùn)動(dòng)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個(gè)現(xiàn)象應(yīng)是我們上面所述磁通量變化的特例，切割磁感線使閉合回路中的磁通量發(fā)生變化。（四）、楞次定律：判斷感應(yīng)電流的方向1.定義：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。要具體解釋阻礙磁通量變化的內(nèi)容。磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場

8、與磁通量的方向相反，可阻礙增加。若磁通量減少，感應(yīng)電流的磁場方向與磁通量方向相同，即阻礙其減少，磁通量從無到有與磁通量增加情況相同，從有到無與磁通減小情況相同。2.做好實(shí)驗(yàn)，如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置，圖中乙為電流計(jì)示意圖，圖甲中a、b圖乙中a、b相對應(yīng)，當(dāng)電流從a流b流出指針向右偏轉(zhuǎn)，由b流入a流出指針向左偏轉(zhuǎn)。第一步：判斷螺線管中磁通量的方向。磁體n極向下，螺線管中磁通量的方向下。（螺線管內(nèi)所包圍的面積即為研究對象）第二步：判斷螺線管內(nèi)磁通量如何變化，當(dāng)條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺線管中磁通量增加。第三步：判斷感應(yīng)電流磁場方向，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電磁方向應(yīng)阻礙磁通量變化，其方向與磁通量方向向反，向上。第

9、四步：根據(jù)感應(yīng)電流磁場方向判斷感應(yīng)電流方向，根據(jù)第三步判斷結(jié)果感應(yīng)電流磁場方向向上，使用右手定則：用右手握螺線線管，姆指向上，四指所指為感應(yīng)電流方向。根據(jù)判斷感應(yīng)電流方向如圖2甲所示，感應(yīng)電流從b流入電流計(jì)，從a流出，指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。使用楞次定律的方法是按上面四步準(zhǔn)確進(jìn)行，關(guān)鍵是明確楞次定律是用來判斷感應(yīng)電流的方向，判斷磁通量的方向，如何變化是使用楞次定律的基礎(chǔ)，不可輕視。還應(yīng)注意，在使用楞次定律時(shí)注意線圈的纏繞方向，如果實(shí)際纏繞方向與圖2甲方向相反，其它均不變，流過電流計(jì)的電流應(yīng)是從a流入。3.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向判斷，還是用初中學(xué)過的方法：伸出右手，四指與姆指在同

10、一平面內(nèi)，四指與姆指垂直，讓磁感線從手心穿過，姆指指導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)方向，四指為感應(yīng)電流方向。右手定則與楞次定律有聯(lián)系又有區(qū)別。楞次定律研究對象是整個(gè)閉合電路，對磁通量變化的情況都適用，有普遍性，而右手定則只適用于部分電路切割磁感線時(shí)的情況，在此特殊情況下用右手定則比楞次定律簡單。4.楞次定律和能量守恒定律。楞次定律是符合能量守恒定律的，例如：圖2所示的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)磁鐵自由下落時(shí)，接近螺線管，閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，螺線管成為磁體，上端為n極與磁鐵推斥，阻礙其向下運(yùn)動(dòng)而做功，使其機(jī)械能減少而轉(zhuǎn)化為電能，減少多少機(jī)械能產(chǎn)生多少電能，總能量保持不變，符合能量守恒定律。也可依此方法判斷感應(yīng)電流方向。磁體接近螺線管時(shí)，要