選必2.2.1楞次定律學(xué)歷案

選必2.2.1楞次定律【內(nèi)容出處】人教版選擇性必修二第二章第1節(jié)【內(nèi)容要求】2.1.1探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律。例1用能量的觀點(diǎn)解釋楞次定律?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)探究，分析、歸納、概括、總結(jié)出楞次定律，體會歸納推理的科學(xué)方法，提升科學(xué)探究的能力。2.理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒定律的反映，會用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。3.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)電流的方向?！緦W(xué)習(xí)過程】課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：條形磁體、線圈、電流計(jì)、鋁環(huán)、空心鋁管、圓柱形磁體。通讀課本，做好筆記。課中學(xué)習(xí)任務(wù)一：實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素活動1：重溫實(shí)驗(yàn)，大膽猜想線圈與電流表相連，把條形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。插入N極插入S極抽出N極抽出S極電流方向（俯視）猜想：感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)？答案：穿過回路的磁通量的變化，插入或者拔出的磁極......（合理猜想，大膽假設(shè)，無關(guān)對錯）活動2：分析問題，收集證據(jù)1.初步分析（1）對比甲、乙，穿過線圈的磁通量都在（增大或減?。艌龅姆较颍ㄏ嗤虿煌?，感應(yīng)電流的方向（相同或相反）。答案：增大、不同、不同（2）對比甲、丙，穿過線圈甲的磁通量在（增大或減?。?，穿過線圈丙的磁通量在（增大或減?。艌龅姆较?，（相同或不同），感應(yīng)電流的方向（相同或相反）。答案：增大、減小、相同、不同（3）對比甲、丁，感應(yīng)電流的方向（相同或相反），穿過甲線圈的磁通量（增大或減?。?，穿過丁線圈的磁通量（增大或減?。?，磁場的方向，（相同或不同）。答案：相同、增大、減小、不同2.轉(zhuǎn)換分析思路實(shí)驗(yàn)并不能直接顯示出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系，我們應(yīng)該轉(zhuǎn)換研究問題的角度，即比較同種物理量——磁通量。磁體周圍存在磁場，感應(yīng)電流也會產(chǎn)生磁場。感應(yīng)電流磁場的磁通量與磁體磁場的磁通量有沒有聯(lián)系呢？由于線圈的橫截面積是不變的，磁通量的變化可以用磁場的變化來體現(xiàn)。感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)，我們應(yīng)該選擇磁體的磁場和感應(yīng)電流的磁場進(jìn)行分析。完成表格，給出結(jié)論。相對運(yùn)動情況原磁場方向磁通量的變化情況感應(yīng)電流方向（俯視）感應(yīng)電流磁場方向感應(yīng)電流磁場方向與磁通量變化間的關(guān)系結(jié)論答案：相對運(yùn)動情況原磁場方向向下向上向下向上磁通量的變化情況增大增大減小減小感應(yīng)電流方向（俯視）逆時針順時針順時針逆時針感應(yīng)電流磁場方向向上向下向下向上感應(yīng)電流磁場方向與磁通量變化間的關(guān)系相反相反相同相同結(jié)論增反減同：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。任務(wù)二：楞次定律內(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。幾點(diǎn)理解：①誰在阻礙？答案：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場②阻礙什么？答案：阻礙的是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，不是阻礙原磁場，也不是阻礙原磁通量③如何阻礙？答案：當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）增加時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場方向相反，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場反抗原磁通量的增加。當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）減小時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場方向相同，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場補(bǔ)償原磁通量的增加。④能否阻止？答案：當(dāng)原磁通量的增加引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，其作用僅僅使原磁通量的增加變慢了，但磁通量仍然在增加。當(dāng)原磁通量的減少引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，其作用僅僅使原磁通量的減少變慢了，但磁通量仍然在減少原磁通量是在阻礙中變化的，沒有變化也就沒有阻礙。⑤為何阻礙？答案：產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程必須遵守能量守恒定律，這是能量轉(zhuǎn)化的必然結(jié)果。阻礙的作用是把其他形式的能量（或其他電路的電能）轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）為感應(yīng)電流所在回路的電能，沒有這種阻礙就不能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)移）。3.判定感應(yīng)電流的方向的思路實(shí)例1：總結(jié)思路法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如圖所示。軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個線圈，當(dāng)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：①首先明確，我們用楞次定律研究的對象是線圈N和電流表組成的閉合導(dǎo)體回路；②線圈M中的電流在鐵環(huán)中產(chǎn)生的磁感線是順時針方向的，這些磁感線穿過線圈N的方向是向下的，即線圈N中原磁場B0的方向是向下的；③開關(guān)斷開的瞬間，鐵環(huán)中的磁場迅速減弱，線圈N中的磁通量減?。虎芨袘?yīng)電流的磁場Bi要阻礙磁通量的減小，所以，Bi的方向與B0的方向相同，即線圈N中Bi的方向也是向下的；⑤根據(jù)右手螺旋定則，由Bi的方向判定，線圈N中感應(yīng)電流Ii應(yīng)向右。規(guī)律總結(jié)：①明確閉合回路②判斷原磁場的方向③判斷磁通量的變化④根據(jù)楞次定律得出感應(yīng)電流磁場的方向⑤運(yùn)動安培定則確定感應(yīng)電流方向【練習(xí)】如圖所示，在通有電流I的長直導(dǎo)線附近有一個矩形線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)，垂直于導(dǎo)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(dǎo)線較近的位置磁場較強(qiáng)。請判斷：線圈在向哪個方向移動？答案：向左4.從能量守恒角度理解楞次定律實(shí)例：用繩吊起一個鋁環(huán)，用磁體的任意一極去靠近鋁環(huán)，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？把磁極從靠近鋁環(huán)處移開會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解釋發(fā)生的現(xiàn)象。答案：遠(yuǎn)離、靠近，能量守恒。阻礙的作用是把其他形式的能量(或其他電路的電能)轉(zhuǎn)化(或轉(zhuǎn)移)為感應(yīng)電流所在回路的電能，在這個過程中，能量總是守恒的楞次定律的深刻意義，正是在于它是能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的體現(xiàn)，而這種能量的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系是通過"阻礙"作用具體體現(xiàn)出來的。在由相對運(yùn)動引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，楞次定律可以描述為"阻礙"物體間的相對運(yùn)動總之，從磁通變化的角度來看，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙原磁通的變化;從導(dǎo)體和磁體的相對運(yùn)動的角度來看，感應(yīng)電流總要阻礙相對運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)2：把一根長1m左右的空心鋁管豎直放置，把一枚沒有磁性的圓柱形鐵塊(直徑略小于管道內(nèi)徑)從管上端放入管，很快就從管下端出來，類似自由落休，同樣把一枚磁性很強(qiáng)的圓柱形磁休(直徑略小于管道內(nèi)徑)從管端放入管口，過了許久才從管下端出來。提出問題：是什么阻礙磁體的下落呢?磁體減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為什么能?答案：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，電能。任務(wù)三：右手定則活動1：在下圖中，假定導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動。1.我們研究的是哪個閉合導(dǎo)體回路？答案：CDEF2.當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動時，穿過這個閉合導(dǎo)體回路的磁通量是增大還是減??？答案：增大感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向的？答案：垂直紙面向外4.導(dǎo)體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個方向的？答案;C到D活動2：1.右手定則：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(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向?！揪毩?xí)】CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著如圖所示的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)導(dǎo)體AB向右移動時，請分別用楞次定律和右手定則判斷MNCD和MNFE兩個電路中感應(yīng)電流的方向。答案：C到D，