3　粒子的波动性课件配套优秀

楞次定律教学设计

一、教学任务分析

1.教材分析

本节课为人教社新课标教材高二物理选修3-2第一章的第三节。内容讲述的是感应电流方向的规律。教材是在对初中磁场知识和电磁感应知识简单认识的基础上，利用高中已学过的知识，较为深入地研究电场、磁场的统一性。这节内容，在高中物理教材中占有重要地位。

本节课的内容大多数都涉及到三维空间，对培养学生的空间想象能力极为有益。分类对比实验方法在本教材中占有重要地位，将实验和推理结合起来，得出比较抽象的结论，有利于学生的观察实验能力和思维能力的进一步发展。

2.学情分析

（1）知识储备：学生已经初步了解电磁感应现象

（2）能力基础：学生通过立体几何和磁场部分的学习，对三维空间已有一定程度的认识，但尚不能熟练掌握。

（3）心理特点：好奇心强是中学生的心理特征之一，可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣，从而提高学生的观察能力，培养他们的思维能力。

3.教学目标

知识与技能：掌握楞次定律的主要内容，能熟练运用楞次定律判断感应电流方向。

过程与方法：通过楞次定律的探究过程，掌握实验探究的基本方法；初步掌握比较总结法这一研究方法。

情感态度与价值观：培养学生对探究的兴趣、抽象思维能力以及严谨的科学态度。

4.重点难点

重点：实验探究楞次定律的主要内容；运用楞次定律解决具体问题的方法与步骤。

难点：楞次定律与安培定则的结合运用；楞次定律中阻碍的理解。

二、教法选择与学法指导

1.教法选择

以实验法为主，讲授法和讨论法为辅。主要采用实验探究法得出楞次定律；重点内容和难点知识，由教师以讲授的形式呈现给学生；在教师指导下由学生的分组讨论，得出结论，培养学生的语言交流能力和分析能力；运用多媒体技术化抽象为具体，突破教学难点。

2.学法指导

学法在教与学的双边活动中占据极其重要的地位，学而得法是教学的最终目的，给学生恰当的学法指导，可突出教学中学生的主体地位，有利于教与学双边活动的开展，使教学轻松而高效。本课结合教法，学生可按以下学法进行学习。

实验探索法:本课创设了有趣的物理实验，反复思考物理现象的原因和结果，有助于培养学生的实验观察能力和知识的迁移能力。

比较总结法：通过对现象的讨论、分析、比较、总结出物理规律的过程，有助于学生分析能力和综合能力的培养。

反馈定位法：本课通过实例解析和练习反馈，可以巩固所学知识，有利于学生对概念的准确定位和正确思维的形成。

三、教具与学具

条形磁铁、螺线管、导线若干、灵敏电流计、带有铝环的支架以及楞次定律探究实验和表格的课件。

四、教学过程

（一）新课引入

教师：在上节课的电磁感应实验中，我们了解到当闭合线圈内的磁通量发生变化时会有感应电流产生。可大家有没有注意到，不同的实验条件下所得到的感应电流方向是不同的？我们将这个实验再做一遍，大家注意观察电流计的指针偏转方向有没有变化。（教师做演示实验）

学生：注意到了

教师：感应电流的方向有哪些因素决定呢？遵循什么规律？下面我们将通过实验来探究这个问题。

【设计意图】通过回想上节课的实验内容和现象，有助于帮助学生加深上节课所学内容的记忆，承接上节课的同时兼具复习的作用。通过实验引入提出感应

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电流遵循规律的疑问，不会显得突兀，学生接受起来比较容易，能激发学生对探究的兴趣和欲望。

（二）探究思考

1.演示实验

教师：老师这里有一套仪器，由一个支架、两个铝环和一个铝质横梁组成，铝环A是闭合的，铝环B是有缺口的，大家注意观察，当我把磁铁移向有缺口的铝环时，铝环运动了吗？

学生：没有。

教师：当把磁铁移向闭合铝环的时候，发生什么变化呢？

学生：铝环发生转动了。

教师：闭合铝环转动，说明有力在推动它。可是磁铁没有接触铝环，也不会对铝环产生吸引力，为什么会有力的作用呢？分析一下，磁铁的运动对铝环周围产生了哪些影响？当磁铁靠近闭合铝环时，铝环中的磁通量是不是变化了呢？

学生：变化了。

教师：通过上节课的学习，当磁通量发生变化时，会在闭合铝环中产生什么影响？

学生：会有感应电流产生。

教师：根据我们之前对电磁感应的学习，有电流通过闭合线圈时，会在空间中产生什么影响？

学生：感应电流会在空间中产生磁场。

教师：很好，会产生磁场，正是磁铁的磁场和感应电流的磁场相互作用，产生了力，使闭合铝环发生了转动。那为什么有缺口的铝环不会发生转动呢？

学生：不是闭合回路，没有感应电流产生，也就没有感应磁场产生，没有力的作用。

教师：从实验中得到，当闭合线圈中磁通量发生变化时，不仅有感应电流产生，相应的也会有感应磁场产生，下面我们通过实验来探究感应电流磁场所遵循的规律，得出感应电流磁场的规律后，感应电流所遵循的规律也就清楚了。

【设计意图】此趣味小实验以有趣、令人惊奇的实验效果激发学生对本节课

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学习的兴趣，引起探究的欲望，同时引导学生发现感应电流磁场这一概念。

2.楞次定律实验探究

1感应电流到底是如何变化的？

○2感应电流的磁场遵循什么规律？

○现在我们通过实验探究来解决这两个问题. 【设计意图】通过设置疑问，让学生带着疑问进行实验，既能增强学生实验的目的性，减少不必要的注意力分散，又能激发学生的学习兴趣和探究欲望，培养学生学习的主动性。

分组实验：

（1）实验设计

按图2所示组装电路和器材，教师引导学生理清实验思路，每六人一组设计实验。

（2）实验过程

图2 让学生在各种情况中，分别观察检流计指针的偏转方向，并记录实验数据（注意：检流计指向正向时电流为由检流计正极流向负极。）

在完成实验的基础之上引导学生设计并填写表格，填完表格后引导学生结合安培定则确定感应电流磁场的方向。

学生做实验时，教师巡回指导，处理学生实验中出现的各种问题，保证实验的顺利进行。

数据分析

：

教师：大家很容易能看到，在不同实验条件下感应电流的方向是不同的，但是通过上表很难看出它遵循什么规律。

既然从电流直接入手无法得出结论，我们就研究感应电流磁场所遵循的规1中，原磁场方向是怎样的？

律。实验○学生：向下

教师：原磁场的磁通量是变大还是变小？

学生：变大

教师：螺线管中磁场方向如何？

学生：向上

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教师：二者磁场方向有何关系？

学生：相反

教师：好，大家就按这个顺序分组讨论实验②、③、④的螺线管磁极和磁场关系。自己设计表格，记录本组讨论结果。

表1 实验项目

感应电流方向

原磁场B的方向

原磁场磁通量的变化

感应电流磁场B'的方向

增加

减小

增加

减小

B与B'方向的关系

图解

相反

相同

相反

相同

B增加

B减小

错误！未找到B减小

B'

B'

引用源。增加

B'

B'

讨论归纳：

教师：根据表1内容让学生分组讨论感应电流磁场方向与原磁场变化的关系，用最简洁的语言概括出本组的结论。

在学生分组讨论的同时教师巡回指导，然后由各组代表公布本组的成果并在全班进行交流，师生共同讨论。教师引导学生重点讨论“原磁场磁通量的变化”和“B与B'方向的关系”两行，发现“增反减同”这一规律，尝试得出楞次定律。学生的结论多种多样，可能的结论有：

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①感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

②感应电流在回路中产生的磁通量总是反抗（或阻碍）原磁通量的变化

③感应电流的效果总是反抗（或阻碍）引起它的哪个原因。

教师应充分肯定他们的结论，对出现的问题进行讨论、纠正。 【设计意图】学生分组实验，亲自设计和参与实验探究过程，懂得了物理研究的基本方法——观察法与实验法，学生在分组讨论中学会了比较总结法这一分析方法，培养了学生的概括总结能力、自主探究能力以及收集和处理信息的能力，同时提高学生语言表达和交流合作的能力。

总结：

当磁铁移近或插入线圈时，意味着穿过线圈的磁通量增加，这时感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加。

当磁铁远离线圈或从中拔出时，意味着穿过回路的磁通量减少，这时感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。

从因果关系上理解，可把楞次定律概括为“增反减同”。

楞次定律内容：感应电流应该具有这样的方向，感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。

【设计意图】教师通过总结，给出较系统的分析和结论，有利于纠正学生思维的误区，突破学生思维障碍，充分体现了教师的主导作用。

3. 楞次定律的讨论

“阻碍”的含义：

教师：从电磁学角度分析谁起阻碍作用

？ 学生：感应磁场。

教师：

阻碍的是什么？ 学生：原磁场的磁通量变化。

教师：怎样阻碍？ 学生：“增反减同”。

教师：阻碍的结果怎样？

学生：延缓原磁场的磁通量的变化。

教师：从力学角度分析磁场还有什么效果？

学生：对磁铁施加力。

教师：这个力是朝什么方向的？

学生：磁铁运动的反方向，是阻力。

教师：这个力对磁铁运动有什么效果呢？学生：总是阻碍磁铁的运动。

【设计意图】从电磁角度和力学角度分别讨论“阻碍”含义，有助于学生更加全面深入地理解楞次定律，冲破学生思维的局限性。

阻碍的理解：

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教师：这里的“阻碍”能换成“阻止”吗? 学生：不确定

教师：假如我们把“阻碍”换成“阻止”，这时候线圈内还有磁通量变化吗？

学生：没有

教师：结合上一节课的知识，判断一下还会有感应电流产生吗？

学生：没有了

教师：那阻止还成立吗？

学生：不成立

教师总结：“阻碍”只是延缓磁通量的变化，不能阻止磁通量变化。

【设计意图】对“阻碍”理解的讨论有助于学生对楞次定律内涵的理解，可以及时纠正学生对楞次定律理解上的思维误区，也有助于培养学生严谨的科学态度。

楞次定律的本质：

楞次定律表述的是能量转化问题，是磁场能向电能转化时所遵循的规律，它符合能量守恒定律。

【设计意图】对楞次定律本质的讨论，将楞次定律与能量守恒定律结合起来，有助于突破学生在二者联系上的思维障碍，有助于物理学知识框架的形成。

4.楞次定律解题方法

教师：通过上面的探究学***家知道了楞次定律的主要内容。但是通过楞次定律我们只能直接得出感应磁场遵循的规律，却不能直接得到感应电流的方向，到底应该如何运用楞次定律判定感应电流方向呢？

学生：结合安培定则，通过感应磁场方向确定感应电流方向。

教师：很好。下面是用楞次定律解决具体电磁感应问题的步骤：

（1）确定原磁场方向

（2）确定原磁场磁通量的变化，增大还是减小

（3）根据楞次定律确定感应电流方向

（4）根据安培定则确定感应电流方向

【设计意图】楞次定律与安培定则结合使用是本节教学的一个难点，由教师引导，学生猜想总结得出方法，有助于学生理解和记忆。由理顺用楞次定律解决

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问题的步骤，可以帮助学生突破在此类问题上的思维障碍，形成清晰的解题思路。

（三）学以致用

例题：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图3所示，软铁环上绕有M和N两组线圈。当M线圈中电路开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？

学生：当开关S闭合时，能得到电流是顺时针方向的（线圈以外电路中）

教师：那原磁场B0的方向呢？

学生：根据安培定则，能得到B0是顺时针方向的，通过线圈N的磁场是向下的。

教师：开关断开瞬间，原磁场磁通量增大还是减小？

学生：减小

教师：感应磁场的方向呢？

学生：根据楞次定律，感应电流的磁场应阻碍原磁场磁通量得减小，所以感应磁场B的方向应与B0方向相同，为向下的。

教师：感应电流的方向应该是怎样的？

学生：根据安培定则，感应电流的方向应该是顺时针的。

教师：非常正确！刚才解题时就按照上面总结出的楞次定律解题步骤解的，只要熟练掌握这一步骤，这类问题便可迎刃而解。接下来我们练习用右手定则解决导线切割磁感线的问题。

【设计意图】例题是对楞次定律知识的强化和巩固；例题中多次用到安培定则，有助于突破楞次定律和安培定则结合使用这一难点；例题的解答还是对学生学习效果的反馈，有助于发现学生学习中存在的问题，进行纠正。

（四）课堂小结

这节课我们探究了楞次定律，学会了用楞次定律处理一般电磁感应问题和导线切割磁感线问题的方法和步骤；学会了楞次定律与安培定则结合使用，使我们对电磁感应有了更深一层的理解和认识。

同学们通过分组实验和讨论，掌握了实验探究的基本方法—分类比较法，实图3

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验能力有了明显的提高。

【设计意图】由教师总结本节课所学的知识和方法，是对知识的梳理和方法的回顾，有助于学生建立清晰的知识脉络。

（五）作业

将课后习题第5题作为课后作业，并要求学生查阅相关资料，科学家楞次探究此定律时的过程和故事。

【设计意图】根据遗忘规律，适时的回忆有利于短期记忆向长期记忆转化，课后习题第5题是对楞次定律的复习巩固和知识运用，使所学知识更加牢固、系统。查阅资料，阅读故事，增加了复习学习的趣味性。

五、板书设计

楞次定律

一、概念：

感应电流的磁场B'

二、实验探究：

疑问：

1.感应电流方向如何变化？

2.感应电流磁场方向有何规律

三、楞次定律： 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

四、楞次定律的判定步骤：

（1）明确原磁场的方向；

（2）明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；

（3）根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；

（4）利用安培定则判定感应电流的方向。

例题：

1.安培定则得B0顺时针

2.B0通量减小

3.由楞次定律得B'向下

4.安培定则得I向下

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