高二物理教案電磁感應(yīng)-感應(yīng)電流的方向

1、楞次定律 教學(xué)目的1掌握楞次定律，會(huì)應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向。2通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，探索物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力。3從能量守恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍意義。教學(xué)過(guò)程復(fù)習(xí)提問(wèn) 師：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？生：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。師：(出示螺線管、大型演示電流計(jì)和條形磁鐵。)請(qǐng)同學(xué)們注意觀察(見(jiàn)圖1)，當(dāng)我把條形磁鐵插入螺線管，放在螺線管中不動(dòng)和從螺線管中拔出時(shí)，在這三個(gè)過(guò)程中電流表的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并解釋偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)的原因。生：(略) 引入新課 在剛才的實(shí)驗(yàn)中，我們看到電流

2、表的指針有時(shí)向左偏，有時(shí)向右偏。這表明在不同的情況下，感應(yīng)電流的方向是不同的。那么，感應(yīng)電流的方向遵循什么規(guī)律呢？(板書(shū)課題)二、感應(yīng)電流的方向 楞次定律我們?cè)俦容^細(xì)致地重做一下剛才做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)尋求感應(yīng)電流遵循的規(guī)律。演示實(shí)驗(yàn)(1)交待線圈的繞線方向(板畫(huà))；(2)用干電池確定電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(板畫(huà))；(3)把條形磁鐵的N極向下插入線圈中，并從線圈中拔出；把條形磁鐵的S極向下插入線圈中，并從線圈中拔出。投影每次實(shí)驗(yàn)后都要求學(xué)生回答電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向和據(jù)此確定的感應(yīng)電流的方向，并在相應(yīng)的投影圖形(見(jiàn)圖2)上用箭頭表示出來(lái)。為了找出規(guī)律，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作進(jìn)一

3、步分析。由于磁鐵的運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。感應(yīng)電流又要產(chǎn)生磁場(chǎng)。這時(shí)線圈中同時(shí)存在兩個(gè)磁場(chǎng)：磁鐵的磁場(chǎng)和感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。我們先來(lái)研究一下，這兩個(gè)磁場(chǎng)之間有什么聯(lián)系。師：請(qǐng)同學(xué)們討論一下，根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)填以下表格，從中可找出什么規(guī)律？投影(學(xué)生討論，教師巡視、啟發(fā)，然后由學(xué)生填表格，總結(jié)規(guī)律。)投影 結(jié)論：當(dāng)磁通量增大時(shí)，B1與B2反向。當(dāng)磁通量減小時(shí)，B1與B2同向。師：兩個(gè)磁場(chǎng)有時(shí)反向有時(shí)同向，它們之間有什么內(nèi)在的聯(lián)系呢？當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相反。這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)正在增大的磁通量起什么作用呢？生：起抵消作用。師：

4、這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)把正在增大的磁通量抵消了一部分，也就是阻礙磁通量的增大。(在投影的結(jié)論第一行后面增加：“阻礙磁通量增大”)反之，當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向相同。這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)正在減小的磁通量又起什么呢？生：起補(bǔ)充作用。師：確實(shí)如此。這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)正在減小的磁通量加以補(bǔ)償，也就是阻礙磁通量的減小。(在投影的結(jié)論第二行后面增加：“阻礙磁通量減小?！?綜上所述，這兩個(gè)磁場(chǎng)的關(guān)系是：磁鐵磁場(chǎng)的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)又阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。(把投影中的“阻礙磁通量增大”和“阻礙磁通量減小”換成“阻礙磁通量變化”。)請(qǐng)一位同學(xué)把我們從實(shí)驗(yàn)

5、中找出的規(guī)律完整地?cái)⑹鲆槐?。生：感?yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。師：這條關(guān)于感應(yīng)電流的規(guī)律最早是由德國(guó)物理學(xué)家楞次在150多年前發(fā)現(xiàn)的。所以叫做楞次定律。(板書(shū))1楞決定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。師：楞次定律闡明了“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”和“引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”這兩個(gè)磁場(chǎng)的相互作用。我們能不能利用這一點(diǎn)來(lái)判定感應(yīng)電流的方向呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合下面的例題討論一下。投影 在長(zhǎng)直通電導(dǎo)線附近有一閉合線圈abcd，當(dāng)直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I逐漸減小時(shí)，試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向。(學(xué)生討論。)生：可以判斷出感應(yīng)電流的方向是：abdC。師：我們能不能從解答上例的

6、實(shí)踐中，總結(jié)出用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的具體方法、步驟？生：首先要確定穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向和磁通量是增大還是減小，然后就可確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，最后根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向來(lái)判定感應(yīng)電流的方向。(板書(shū))2判定感應(yīng)電流方向的步驟：(l)確定引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和穿過(guò)閉合電路的磁通量的增減情況。(2)確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。(3)確定感應(yīng)電流的方向。練習(xí) 請(qǐng)同學(xué)們把書(shū)翻到課后練習(xí)題。(請(qǐng)同學(xué)們當(dāng)堂回答)略。我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)用右手定則來(lái)判定感應(yīng)電流的方向。下面，請(qǐng)大家看道例題，能不能分別用楞次定律和右手定則來(lái)判定感應(yīng)電流的方向。投影如圖4所示，讓閉合線圈abcd由位置I通過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到位置

7、，線圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，什么時(shí)候有感應(yīng)電流產(chǎn)生？感應(yīng)電流的方向如何？生：在兩段時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生：(1)從bd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。用楞次定律判定，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，感應(yīng)電流的方向是從cdbac。用右手定則判定，感應(yīng)電流的方向也是cdbac；(2)從bd邊出磁場(chǎng)到線圈全部離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由楞次定律判定感應(yīng)電流的方向是從dcabd；用右手定則判定的感應(yīng)電流的方向也是一樣的。師：用右手定則判定感應(yīng)電流的方向跟用楞次定律得出的結(jié)果是完全一致的。可以把右手定則看做是楞次定律的特殊情況。要判定導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，用右手

8、定則往往比用楞次定律簡(jiǎn)便。這兩種方法都要掌握好。下面我們?cè)賮?lái)觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。演示實(shí)驗(yàn) (出示楞次定律演示儀，見(jiàn)圖5)這個(gè)裝置有兩個(gè)很輕的鋁環(huán)，其中一個(gè)是閉合的，另一個(gè)是斷開(kāi)的。用橫梁支起，可以在支座上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)大家注意觀察，如果用條形磁鐵的任一極分別接近兩個(gè)圓環(huán)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？怎樣解釋觀察到的現(xiàn)象？生：磁鐵的N極接近閉合圓環(huán)A時(shí)，圓環(huán)要遠(yuǎn)離磁鐵；而磁鐵的N極接近斷開(kāi)的圓環(huán)B時(shí)，圓環(huán)靜止不動(dòng)。大概是因?yàn)榇盆F接近閉合圓環(huán)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣故。師：當(dāng)磁鐵的N極接近閉合圓環(huán)A時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和磁鐵的磁場(chǎng)方向相反。這就好像兩個(gè)條形磁鐵的同名磁極相對(duì)，互相排斥，所以圓環(huán)A要離

9、開(kāi)磁鐵。由于產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)和磁鐵之間產(chǎn)生互相排斥的力，磁鐵接近圓環(huán)就要克服排斥力做功，在此過(guò)程中，外部的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能。在一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象中都同時(shí)存在能量的轉(zhuǎn)化。(板書(shū))3電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化：(1) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象。師：楞次定律表明感應(yīng)電流總是在阻礙著它自己的產(chǎn)生。因此為了得到感應(yīng)電流就必須克服這種阻礙作用做功，使其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。所以楞次定律跟能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是相符的。(2) 楞次定律符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。師：從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，如果把條形磁鐵的任一極分別從兩個(gè)圓環(huán)移開(kāi)，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？生：磁鐵從閉合的圓環(huán)A移開(kāi)時(shí)，穿過(guò)

10、圓環(huán)的磁通量減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流要阻礙磁鐵與圓環(huán)離開(kāi)，圓環(huán)會(huì)靠近磁鐵。磁鐵從斷開(kāi)的圓環(huán)B移開(kāi)時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)保持靜止。再次演示：把條形磁鐵的任一極分別從兩個(gè)圓環(huán)附近移開(kāi)。小 結(jié)1楞次定律是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的重要規(guī)律。要理解和掌握好楞次定律必須理解“阻礙”二字的意義。感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是在阻礙著它自己的產(chǎn)生。楞次定律是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)。2掌握好判定感應(yīng)電流方向的方法。布置作業(yè)教材練習(xí)題。教學(xué)說(shuō)明1掌握和應(yīng)用楞次定律的關(guān)鍵是理解定律中“阻礙”二字的意義。這節(jié)課在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納楞次定律的過(guò)程中，要使學(xué)生搞清楚感應(yīng)電流的磁場(chǎng)是怎樣阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。在應(yīng)用楞次定律解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中再加深對(duì)這一點(diǎn)的理解。2這節(jié)課的難點(diǎn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到楞次定律。在做好演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)，先確定感應(yīng)電流的方向，進(jìn)而討論兩個(gè)磁場(chǎng)