小學教案比的應用
發(fā)表時間:2020-11-13楞次定律及其應用。
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,教師要準備好教案,這是教師需要精心準備的。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動,幫助教師能夠更輕松的上課教學。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?下面是小編精心為您整理的“楞次定律及其應用”,歡迎大家閱讀,希望對大家有所幫助。
教學目標
知識目標
理解楞次定律的內(nèi)容,初步掌握利用楞次定律判斷感應電流方向的方法;
能力及情感目標
1、通過學生實驗,培養(yǎng)學生的動手實驗能力、分析歸納能力;
2、通過對科學家的介紹,培養(yǎng)學生嚴肅認真,不怕艱苦的學習態(tài)度.
3、從楞次定律的因果關(guān)系,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力.
4、從楞次定律的不同的表述形式,培養(yǎng)學生多角度認識問題的能力和高度概括的能力.
教學建議
教材分析
楞次定律是高中物理中的重點內(nèi)容,由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多,只有對原磁場方向、原磁通量變化情況、感應電流的磁場方向、以及安培定則和右手螺旋定則進行正確的判定和使用,才能得到正確的感應電流的方向.所以這部分內(nèi)容也是電學部分的一個難點.為了突破此難點,可以通過教學軟件,用計算機進行形象化演示,將變化過程逐步分解,通過設疑——突破疑點——理解深化,由淺入深的進行教學.
教法建議
在復習部分,先讓學生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應電流,用計算機動態(tài)模擬導體切割情景,讓學生順利地用右手定則判斷出感應電流的方向,馬上在原題的基礎上變切割為磁場增強,在此設疑:用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應電流,還能用右手定則判斷嗎?如果不能,我們應該用什么方法判斷呢?使學生帶著疑問進入新課教學中去.
在新課教學部分,充分運用學生實驗和媒體資源分析相結(jié)合的教學方法,幫助學生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,了解規(guī)律,所設計的軟件緊密聯(lián)系實驗過程,將動態(tài)演示和定格演示相結(jié)合,做到動中有靜,靜中有動,以達到傳統(tǒng)教學方法所不能達到的效果.另外,在得到規(guī)律之后,為了突破難點,首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學生理解“阻礙”和“變化”的含義,然后重現(xiàn)剛才學生實驗的動態(tài)過程,讓學生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟,并提供典型例題,通過形成性練習,使學生會應用新知識解決問題.
在對定律的深化部分,將演示實驗、學生討論、軟件演示有機的結(jié)合起來,使學生從力學和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解.
建議本節(jié)課的教學方法為現(xiàn)代化教學手段---計算機與傳統(tǒng)的教學方法進行有機的結(jié)合,以實現(xiàn)教學過程和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計算機模擬動態(tài)演示、學生實驗討論、教師講解的方式達到預定的教學目標.設計的軟件緊扣教學目標,為完成教學任務服務,充分突出現(xiàn)代化教學手段的優(yōu)勢.
楞次定律的教學設計方案
一、教學目標
1、理解楞次定律的內(nèi)容
2、理解楞次定律和能量守恒相符合
3、會用楞次定律解答有關(guān)問題
4、通過實驗的探索,培養(yǎng)學生的實驗操作、觀察能力和分析、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力.
二、教學重點:對楞次定律的理解.
三、教學難點:對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.
四、教學媒體:
1、計算機、電視機(或大屏幕投影);
2.、線圈、條形磁鐵、導線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器.
五、課堂教學結(jié)構(gòu)模式:探究式教學
六、教學過程:
復習:
1、提問:產(chǎn)生感應電流的條件是什么?
電腦演示例題:請同學回憶右手定則的內(nèi)容,并判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線時所產(chǎn)生感應電流的方向.
引入:
電腦設置新情景并提出問題引起學生思考:如果用其它方式改變磁通量,從而產(chǎn)生感應電流,如何判斷感應電流的方向呢?
新課教學
(一)、通過舊知識給出新結(jié)論:
即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線而產(chǎn)生的感應電流的方向給出結(jié)果:
當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反;
當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場方向相同.
(二)、學生實驗:實驗內(nèi)容見附表一.
實驗準備
1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,搞清螺線管導線的繞向.
2、通過學生分析實驗結(jié)果和電腦的演示,使學生發(fā)現(xiàn)自己的實驗結(jié)果與上述結(jié)論相一致.
當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,電路中就有感應電流產(chǎn)生.現(xiàn)在,我們再來根據(jù)實驗的結(jié)果來得出判斷感應電流方向的規(guī)律.由于電流方向和它所形成的磁場方向是有確定的規(guī)律的,因此,如果能夠確定感應電流的磁場的方向,便能夠確定感應電流的方向.
附表:
動作
原磁場方向
(向上、向下)
原磁通量變化情況
(增大、減小)
感應電流方向
(俯視:順、逆時針)
感應電流磁場方向
(向上、向下)
與方向的關(guān)系(相同、相反)
極向下插入
極不動
極向上抽出
極向下插入
極不動
極向上抽出
(三)、楞次定律內(nèi)容的教學部分:
1、通過前人所做實驗的大量性來說明此結(jié)論的普遍性.
2、通過電腦軟件模擬實驗過程,進一步分析實驗的結(jié)論,根據(jù)實驗現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律,請學生得出確定感應電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述,教師予以評價、修正,在此基礎上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內(nèi)容:
電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
3、通過電腦演示,使學生進一步理解“阻礙”和“變化”的含義.
感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應電流的磁場.因此,不能認為感應電流的磁場的方向和引起感應電流的磁場方向相反.
這里的“阻礙”體現(xiàn)為:當引起感應電流的磁通量增加時,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的增加;當引起感應電流的磁通量減少時,感應電流磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的減少;當回路中的磁通量不變時,則沒有“變化”需要阻礙,故此時沒有感應電流的磁場,也就沒有感應電流.
(四)、楞次定律的應用教學部分:
通過軟件教學模擬實驗過程,并加以引導,使學生獨立思考:
總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟.
練習部分:
⑴方形區(qū)域內(nèi)為勻強磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中,判斷感應電流的方向
⑵無限長通電直導線旁有一個矩形線圈,當線圈遠離直導線時,判斷感應電流的方向
⑶A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當線圈A中的電流突然增強時,B中的感應電流方向如何?
(五)、定律的深化部分:
1、楞次定演示器進行演示實驗引起學生的思考.
2、通過學生的討論和電腦軟件的演示對實驗現(xiàn)象進行分析,得到實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.
3、深化:
從導體和磁體的相對運動的角度上看:電磁感應的效果是阻礙它們的相對運動;
②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).
從能量轉(zhuǎn)換的角度來分析:螺線管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場,在螺線管上端為極,這個極將排斥外來的條形磁鐵的運動,條形磁鐵受此排斥力的作用而運動速度逐漸減小,即動能要減少;要維持其運動速度則需要有外力對磁鐵做功.可見,電磁感應現(xiàn)象中線圈的電能是外部的機械能通過做功轉(zhuǎn)化而來的.因此,楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的.
反之,我們可以設想一下,若感應電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反,則螺線管的磁場將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會愈來愈大.也就是說在電路獲得電能的同時,磁鐵的動能也增加了.這時,對于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來說,它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的,電能和動能是憑空產(chǎn)生了,這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背.
(六)、小結(jié):
總結(jié)楞次定律的三種表述方式:
表述一:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化;
表述二:導體和磁體發(fā)生相對運動時,感應電流的磁場總是阻礙相對運動;
表述三:感應電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;
作業(yè):書后練習
(七)、板書設計:
楞次定律及其應用
內(nèi)容:
感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律.
應用:
判斷感應電流方向的步驟:
1確定原磁場方向;
2判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況;(工作總結(jié)之家 Www.dg15.Com)
3根據(jù)楞次定律判斷感應電流的磁場方向;
4根據(jù)安培定則判斷感應電流的磁場方向.
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1、通過學生實驗,培養(yǎng)學生的動手實驗能力、分析歸納能力;
2、通過對科學家的介紹,培養(yǎng)學生嚴肅認真,不怕艱苦的學習態(tài)度.
3、從楞次定律的因果關(guān)系,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力.
4、從楞次定律的不同的表述形式,培養(yǎng)學生多角度認識問題的能力和高度概括的能力.
教學建議
教材分析
楞次定律是高中物理中的重點內(nèi)容,由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多,只有對原磁場方向、原磁通量變化情況、感應電流的磁場方向、以及安培定則和右手螺旋定則進行正確的判定和使用,才能得到正確的感應電流的方向.所以這部分內(nèi)容也是電學部分的一個難點.為了突破此難點,可以通過教學軟件,用計算機進行形象化演示,將變化過程逐步分解,通過設疑——突破疑點——理解深化,由淺入深的進行教學.
教法建議
在復習部分,先讓學生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應電流,用計算機動態(tài)模擬導體切割情景,讓學生順利地用右手定則判斷出感應電流的方向,馬上在原題的基礎上變切割為磁場增強,在此設疑:用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應電流,還能用右手定則判斷嗎?如果不能,我們應該用什么方法判斷呢?使學生帶著疑問進入新課教學中去.
在新課教學部分,充分運用學生實驗和媒體資源分析相結(jié)合的教學方法,幫助學生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,了解規(guī)律,所設計的軟件緊密聯(lián)系實驗過程,將動態(tài)演示和定格演示相結(jié)合,做到動中有靜,靜中有動,以達到傳統(tǒng)教學方法所不能達到的效果.另外,在得到規(guī)律之后,為了突破難點,首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學生理解“阻礙”和“變化”的含義,然后重現(xiàn)剛才學生實驗的動態(tài)過程,讓學生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟,并提供典型例題,通過形成性練習,使學生會應用新知識解決問題.
在對定律的深化部分,將演示實驗、學生討論、軟件演示有機的結(jié)合起來,使學生從力學和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解.
建議本節(jié)課的教學方法為現(xiàn)代化教學手段---計算機與傳統(tǒng)的教學方法進行有機的結(jié)合,以實現(xiàn)教學過程和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計算機模擬動態(tài)演示、學生實驗討論、教師講解的方式達到預定的教學目標.設計的軟件緊扣教學目標,為完成教學任務服務,充分突出現(xiàn)代化教學手段的優(yōu)勢.
楞次定律的--方案
一、教學目標
1、理解楞次定律的內(nèi)容
2、理解楞次定律和能量守恒相符合
3、會用楞次定律解答有關(guān)問題
4、通過實驗的探索,培養(yǎng)學生的實驗操作、觀察能力和分析、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力.
二、教學重點:對楞次定律的理解.
三、教學難點:對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.
四、教學媒體:
1、計算機、電視機(或大屏幕投影);
2.、線圈、條形磁鐵、導線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器.
五、課堂教學結(jié)構(gòu)模式:探究式教學
六、教學過程:
復習:
1、提問:產(chǎn)生感應電流的條件是什么?
電腦演示例題:請同學回憶右手定則的內(nèi)容,并判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線時所產(chǎn)生感應電流的方向.
引入:
電腦設置新情景并提出問題引起學生思考:如果用其它方式改變磁通量,從而產(chǎn)生感應電流,如何判斷感應電流的方向呢?
新課教學
(一)、通過舊知識給出新結(jié)論:
即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線而產(chǎn)生的感應電流的方向給出結(jié)果:
當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反;
當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場方向相同.
(二)、學生實驗:實驗內(nèi)容見附表一.
實驗準備
1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,搞清螺線管導線的繞向.
2、通過學生分析實驗結(jié)果和電腦的演示,使學生發(fā)現(xiàn)自己的實驗結(jié)果與上述結(jié)論相一致.
當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,電路中就有感應電流產(chǎn)生.現(xiàn)在,我們再來根據(jù)實驗的結(jié)果來得出判斷感應電流方向的規(guī)律.由于電流方向和它所形成的磁場方向是有確定的規(guī)律的,因此,如果能夠確定感應電流的磁場的方向,便能夠確定感應電流的方向.
附表:
動作
原磁場方向
(向上、向下)
原磁通量變化情況
(增大、減小)
感應電流方向
(俯視:順、逆時針)
感應電流磁場方向
(向上、向下)
與方向的關(guān)系(相同、相反)
極向下插入
極不動
極向上抽出
極向下插入
極不動
極向上抽出
(三)、楞次定律內(nèi)容的教學部分:
1、通過前人所做實驗的大量性來說明此結(jié)論的普遍性.
2、通過電腦軟件模擬實驗過程,進一步分析實驗的結(jié)論,根據(jù)實驗現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律,請學生得出確定感應電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述,教師予以評價、修正,在此基礎上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內(nèi)容:
電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
3、通過電腦演示,使學生進一步理解“阻礙”和“變化”的含義.
感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應電流的磁場.因此,不能認為感應電流的磁場的方向和引起感應電流的磁場方向相反.
這里的“阻礙”體現(xiàn)為:當引起感應電流的磁通量增加時,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的增加;當引起感應電流的磁通量減少時,感應電流磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的減少;當回路中的磁通量不變時,則沒有“變化”需要阻礙,故此時沒有感應電流的磁場,也就沒有感應電流.
(四)、楞次定律的應用教學部分:
通過軟件教學模擬實驗過程,并加以引導,使學生獨立思考:
總結(jié)出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟.
練習部分:
⑴方形區(qū)域內(nèi)為勻強磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中,判斷感應電流的方向
⑵無限長通電直導線旁有一個矩形線圈,當線圈遠離直導線時,判斷感應電流的方向
⑶A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當線圈A中的電流突然增強時,B中的感應電流方向如何?
(五)、定律的深化部分:
1、楞次定演示器進行演示實驗引起學生的思考.
2、通過學生的討論和電腦軟件的演示對實驗現(xiàn)象進行分析,得到實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.
3、深化:
從導體和磁體的相對運動的角度上看:電磁感應的效果是阻礙它們的相對運動;
②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).
從能量轉(zhuǎn)換的角度來分析:螺線管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場,在螺線管上端為極,這個極將排斥外來的條形磁鐵的運動,條形磁鐵受此排斥力的作用而運動速度逐漸減小,即動能要減少;要維持其運動速度則需要有外力對磁鐵做功.可見,電磁感應現(xiàn)象中線圈的電能是外部的機械能通過做功轉(zhuǎn)化而來的.因此,楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的.
反之,我們可以設想一下,若感應電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反,則螺線管的磁場將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會愈來愈大.也就是說在電路獲得電能的同時,磁鐵的動能也增加了.這時,對于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來說,它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的,電能和動能是憑空產(chǎn)生了,這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背.
(六)、小結(jié):
總結(jié)楞次定律的三種表述方式:
表述一:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化;
表述二:導體和磁體發(fā)生相對運動時,感應電流的磁場總是阻礙相對運動;
表述三:感應電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;
作業(yè):書后練習
(七)、板書設計:
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楞次定律及其應用
內(nèi)容:
感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律.
應用:
判斷感應電流方向的步驟:
1確定原磁場方向;
2判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況;
3根據(jù)楞次定律判斷感應電流的磁場方向;
4根據(jù)安培定則判斷感應電流的磁場方向.
楞次定律的應用
楞次定律的應用
山東惠民縣第二中學陳元滿
楞次定律有兩種常用的表述形式,第一種是“感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”,它反映了感應電流的方向應遵循的規(guī)律;第二種是“感應電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應電流的原因”,它反映了感應電流產(chǎn)生的某種機械效果。根據(jù)題意靈活運用楞次定律的這兩種表述,會使分析解答過程趨于簡捷。
一、判斷感應電流的方向時應采l用第一種表述
運用第一種表述形式判斷感應電流的方向時,一般應分四步進行:(1)明確所研究的閉合回路原磁場方向;(2)確定回路中磁通量的變化(增加或減少)情況;(3)由欏次定律判斷感應電流的磁場方向;(4)利用安培定則確定感應電流的方向。
例1如圖1所示,導線框abcd與導線在同一平面內(nèi),直導線中通有恒定電流I,當線框由左向右勻速通過直導線時,線框中的感應電流的方向是怎樣的?
解析在線圈越過導線過程中,線圈左邊部分磁通量穿出,而右邊部分磁通量穿入,如圖2所示,當跨在導線左邊的線圈面積大于右邊面積時,合磁通量是向外的且逐漸減小,為阻礙這個方向磁通量的減小,感應電流的方向是沿abc-da;當跨在導線左邊的線圈面積小于右邊面積時,合磁通量是向內(nèi)的且逐漸增加,為阻礙向內(nèi)方向的磁通量增大,感應電流的方向仍是沿abc-da。所以,勻速通過直導線時,電流方向是沿abcda。
二、判斷機械效果宜用第二種表述形式
應用這種表述形式判斷機械效果的步驟是,先找出引起感應電流的原因(如磁通量變化、相對運動等),再來確定阻礙方式(如阻礙磁通量變化,阻礙相對運動等),常見的有以下三種情況。
1.阻礙原磁通量的變化或原磁場的變化,可理解為“增反減同”
例2M和N是繞在一個環(huán)形鐵芯上的兩個線圈,繞法和接法如圖3所示,現(xiàn)將開關(guān)K從a處斷開,然后合向b處,在此過程中,通過R2的電流方向是()
A.先由c流向d,后由c流向d
B.先由c流向d,后由d流向C
C.先由d流向c,后由d流向c
D.先由d流向c,后由c流向d
解析K在a處,電流方向如圖中Ia所示,由安培定則可知環(huán)形鐵芯磁場為逆時針的,當K從a斷開的瞬時,電流及電流的磁場均減弱為零,根據(jù)楞次定律的阻礙作用可知,感應電流的磁場與原電流的磁場相同,由安培定則可知N中的電流方向Ia’流經(jīng)電阻R2時由c到d。K接到b上,M線圈中的電流與L相反,產(chǎn)生的磁場是順時針的且該磁場增強,由楞次定律知N中感應電流的磁場是逆時針時,N中的感應電流流經(jīng)電阻R2時是由c到d,故A正確。
2.阻礙運動可理解為“來拒去留”
例3如圖4,通有穩(wěn)恒電流的螺線管豎直放置,小銅環(huán)沿螺線管的軸線加速下落,在下落過程中,環(huán)面始終保持水平,銅環(huán)先后經(jīng)過軸線上1、2、3位置時的加速度分別為a1、a2、a3,位置2處于螺線管中心,位置1、3分別與位置2等距,則()
A.a(chǎn)1=a2=gB.a(chǎn)3<a1<g
C.a(chǎn)3=a1<a2D.a(chǎn)3<a1<a2
解析由于螺線管中通有恒定電流,所以螺線管內(nèi)部軸線中點附近的磁場為勻強磁場,方向豎直,故銅環(huán)經(jīng)過位置2時無感應電流,因而a2=g。由“來拒去留”可知,1、3兩點的磁作用力對銅環(huán)的向下運動有阻礙作用,即銅環(huán)在這兩點受到磁作用力均向上,故銅環(huán)做變加速運動,在1、2、3點的瞬時速度關(guān)系為v1<v2<v3。又1、3點關(guān)于2點對稱,故通電螺線管在這兩點產(chǎn)生的磁感應強度相等。由法拉第電磁感應定律知ε1<ε3即I1<I3,F(xiàn)1磁<F3磁。由牛頓第二定律有mg-F1磁=ma1,mg-F3磁=ma3,故有a3<a1<a2=g。
綜上可知:a3<a1<a2=g。
正確選項為B、D。
3.阻礙原電流的變化即為自感現(xiàn)象
倒4如圖5所示電路,多匝線圈的電阻和電池的內(nèi)電阻可以忽略,兩個電阻器的阻值都是R,開關(guān)S原來打開著,電流,令合下開關(guān)將一個電阻短路,于是線圈中有自感電動勢產(chǎn)生,這個自感電動勢()
A.有阻礙電流的作用,最后電流由I0減少為零
B.有阻礙電流的作用,最后總小于I0
C.有阻礙電流增大作用,因而電流保持為I0不變
D.有阻礙電流增大作用,但電流最后還是要增大到2I0
解析合下開關(guān)把一個電阻短路,電路中電流強度將增大,通過多匝線圈的磁通量增大,由于線圈的自感作用,線圈中將產(chǎn)生自感電動勢,有阻礙電流增大的作用,但電流仍會變化,不會保持兒不變,C錯。當電路達到穩(wěn)定后,電路中電流強度不變,線圈中也不再產(chǎn)生自感電動勢,不計電源內(nèi)阻和線圈電阻時,電路中的電流為,這就是I0開始變化到最后的電流,
所以A,B都錯,D正確。
楞次定律
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,幫助教師掌握上課時的教學節(jié)奏。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的楞次定律,供您參考,希望能夠幫助到大家。
選修3-2第四章電磁感應
第3節(jié)《楞次定律》
一、教材分析
楞次定律是二期課改教材的拓展課中重要的一節(jié),它對判斷感應電流的方向,以及理解電磁感應現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義,對右手定則的理解也有幫助。
二、教學目標
1、知識與技能:
(1)、理解楞次定律的內(nèi)容。
(2)、能初步應用楞次定律判定感應電流方向。
(3)、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。
(4)、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。
2、過程與方法
(1)、通過觀察演示實驗,探索和總結(jié)出感應電流方向的一般規(guī)律
(2)、通過實驗教學,感受楞次定律的實驗推導過程,培養(yǎng)學生觀察實驗,分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)、使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法。
(2)、培養(yǎng)學生的空間想象能力。
(3)、讓學生參與問題的解決,培養(yǎng)學生科學的探究能力和合作精神。
三、教學重點難點
重點:理解楞次定律并能利用其判斷感應電流的方向
難點:對楞次定律“阻礙變化”的理解
四、學情分析
我們的學生屬于平行分班,沒有實驗班,學生已有的知識和實驗水平有差距。學生對產(chǎn)生感應電流的條件有了清醒的認識,本節(jié)課針對感應電流的方向做一個探究。學生實驗能力、語言表達能力、團隊合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。
五、教學方法
1.類比法:將感應電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
2.實驗法:教師演示實驗學生實驗
3.學案導學:見后面的學案。
4.新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結(jié)疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習
六、課前準備
1.學生的學習準備:導學案、學生實驗器材
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內(nèi)探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設計和布置:分小組合作學習,分6個學習小組。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)情景導入、展示目標。
運用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個奇妙的物理現(xiàn)象來導入今天的楞次定律這堂課。感應電流是個壞“孩子”。感應電流的方向與磁通量間又有什么樣的關(guān)系?本節(jié)課我們就來一起探究感應電流與磁通量的關(guān)系。即楞次定律。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:研究感應電流的方向
(1)、探究目標:找這兩個磁場的方向關(guān)系的規(guī)律。
(2)、探究方向:從磁鐵和線圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段:分組實驗(器材:螺線管,靈敏電流計,條形磁鐵,導線)
(4)、探究過程
NS磁鐵在管上靜止不動時磁鐵在管中靜止不動時
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原來磁場的方向向下向下向上向上向下向上向下向上
原來磁場的磁通量變化增大減小增大減小不變不變不變不變
感應磁場的方向向上向下向下向上無無無無
原磁場與感應磁場方向的關(guān)系相反相同相反相同————————
感應電流的方向(螺線管上)向上向下向下向上無無無無
(5)、學生帶著問題分組討論:
問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內(nèi)容分析一下,感應電流的磁場方向是否總是與原磁場的方向相反?
問題2、請你仔細分析上表,用盡可能簡潔的語言概括一下,究竟如何確定感應電流的方向?并說出你的概括中的關(guān)鍵詞語。
問題3、你能從導體和磁體相對運動的角度來確定感應電流的方向嗎?如果能,請用簡潔的語言進行概括,并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度去解釋你的結(jié)論?
學生四人一組相互交流、分析、討論,用最簡潔的語言概括出本組的結(jié)論。師巡視各組的情況,然后指定某些組公布本組的成果在全班進行交流,師生共同討論,形成結(jié)論。
探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。
概括1:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化
概括2:感應電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗(或阻礙)原磁通量的變化
概括3:感應電流的效果總是反抗(或阻礙)引起它的那個原因
教師應充分肯定他們的結(jié)論,并對出現(xiàn)的問題進行討論、糾正,
總結(jié)規(guī)律:原磁通變大,則感應電流磁場與原磁場相反,有阻礙變大作用
原磁通變小,則感應電流磁場與原磁場相同,有阻礙變小作用
結(jié)論:增反減同
展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應中感應電流的產(chǎn)生過程。
投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解:
探究三、楞次定律——感應電流的方向
(1)內(nèi)容:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
(師指出上述結(jié)論是物理學家楞次概括了各種實驗結(jié)果提出的,并對楞次的物理學貢獻簡單介紹)
(2)理解:
①、阻礙既不是阻止也不等于反向,增反減同“阻礙”又稱作“反抗”,注意不是阻礙原磁場而阻礙原磁場的變化
②、注意兩個磁場:原磁場和感應電流磁場
③、學生在圖中標出每個螺線管的感應電流產(chǎn)生的等效N極和S極。
根據(jù)標出的磁極方向總結(jié)規(guī)律:
感應電流的磁場總是磁體阻礙相對運動?!澳銇砦也蛔屇銇?,你走我不讓你走”
強調(diào):楞次定律可以從兩種不同的角度來理解:
a、從磁通量變化的角度看:感應電流總要阻礙磁通量的變化。
b、從導體和磁體的相對運動的角度來看,感應電流總要阻礙相對運動。
④、感應電流的方向即感應電動勢的方向
⑤、阻礙的過程中,即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過程
例:上述實驗中,若條形磁鐵是自由落體,則磁鐵下落過程中受到向上的阻力,即機械能→電能→內(nèi)能
(3)應用楞次定律步驟:
①、明確原磁場的方向;
②、明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;
③、根據(jù)楞次定律(增反減同),判定感應電流的磁場方向;
④、利用安培定則判定感應電流的方向。
(4)楞次定律的應用
例:兩同心金屬圓環(huán),使內(nèi)環(huán)A通以順時針方向電流,現(xiàn)使其電流增大,則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應電流方向如何?若減小電流呢?
解:⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場方向向里
⑵穿過大環(huán)的磁通量增大
⑶由楞次定律可知感應電流的磁場向外
⑷由安培定則得外環(huán)感應電流為逆時針
同理當電流減小時,外環(huán)中感應電流方向為順時針
(5)楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線
問題1:當閉合回路的部分導體切割磁感線也會引起磁通量的變化,從而使回路中產(chǎn)生感應電流,這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢,可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
答:當然可以用楞次定律來判斷感應電流的方向,如果導體棒ab向右運動,則由楞次定律可知,穿過閉合回路的磁通量增加,則感應磁場就要與原磁場方向相反,即感應磁場方向向外,所以感應電流的方向adcba
問題2:用楞次定律判斷感應電流的過程很復雜,能否找到一種很簡單的方法來判斷閉合回路中部分導體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢?
答:有簡單的方法,如果我們仔細研究電流I的方向、原磁場B的方向、導體棒運動的速度v的方向,就能找出一種方法——右手定則:
(6)右手定則
(1)右手定則的內(nèi)容:伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進入,拇指指向?qū)w運動方向,其余四指指向的就是導體中感應電流方向
(2)適用條件:切割磁感線的情況
(3)說明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應用于所有情況
③、當切割磁感線時電路不閉合,四指的指向即感應電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
(四)反思總結(jié),當堂檢測。
(五)發(fā)導學案、布置預習。
在下一節(jié)課我們一起來學習楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,著重分析科學家是如何設計實驗,如何得出恰當?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節(jié)課的預習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
一、楞次定律
1.內(nèi)容:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
2、理解:
二、楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線
(1)、右手定則的內(nèi)容:伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進入,拇指指向?qū)w運動方向,其余四指指向的就是導體中感應電流方向
(2)、適用條件:切割磁感線的情況
(3)、說明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應用于所有情況
③、當切割磁感線時電路不閉合,四指的指向即感應電動勢方向(畫出等效電源的正負極)
十、教學反思
1、在課堂教學中注重多種能力的培養(yǎng):
本節(jié)內(nèi)容應以實驗為主,通過實驗總結(jié)楞次定律。通常情況,都是由教師演示,學生觀察,得出結(jié)論。但本節(jié)課以學生為主,讓學生實驗,得出結(jié)論,驗證結(jié)論等等,教師只起引導和組織的作用,這樣不僅能讓學生對楞次定律理解深刻,而且也培養(yǎng)了學生實驗操作技能以及分析、歸納、概括、總結(jié)等邏輯思維能力。
2、用現(xiàn)代化教學手段進行教學:
雖說實物演示最直觀明了地反映事物的某些現(xiàn)象,但通過它我們只能看到一些宏觀現(xiàn)象,對定律微觀本質(zhì)的分析(比如:磁極周圍的磁感線既看不見,又摸不著)就無能為力了,教師將現(xiàn)代化教學手段
引進課堂,應用生活中的有趣物理實驗,生動形象地展示兩磁場間阻礙作用,不僅突出本節(jié)的重點,還突破了難點,使學生對定律有一個深刻理解,生動的記憶,同時又激發(fā)了學生的學習興趣。
3、采用類比教學變抽象為具體:
本節(jié)課除了采用常規(guī)的啟發(fā)式、實驗等直觀教學法等,還特別注意利用比喻的方法,尤其對于楞次定律這一類字數(shù)少但難理解和記憶內(nèi)容,教師在師生得出定律之后,將定律概括成“增之減之,減之增之”八個字,方便了學生理解和記憶,之后又做個擬人化的比喻,將感應電流比喻成一個專門與“父母”“對著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
4、注重德育滲透
這一節(jié)課講授的楞次定律是從實驗分析開始,歸納概括出初步結(jié)論后,再用實驗來驗證,不僅體現(xiàn)物理學科是實驗學科的特點,培養(yǎng)了學生實事求是,嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,還符合辯證法中從實踐中來,再回到實驗中去的認識規(guī)律,達到對學生的辯證唯物主義教育。
十一、學案設計(見下頁)
§4.3楞次定律
§4.3楞次定律
[學習目標]
1.知道楞次定律的內(nèi)容,理解感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化的含義
2.會利用楞次定律判斷感應電流的方向
3.會利用右手定則判斷感應電流的方向
[自主學習]
注意:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,是“阻礙”“變化”,不是阻止變化,阻礙的結(jié)果是使磁通量逐漸的變化。如果引起感應電流的磁通量增加,感應電流的磁場就跟引起感應電流的磁場方向相反,如果引起感應電流的磁通量減少,感應電流的磁場方向就跟引起感應電流的磁場方向相同。楞次定律也可理解為“感應電流的磁場方向總是阻礙相對運動”。
1.磁感應強度隨時間的變化如圖1所示,磁場方向垂直閉合線圈所在的平面,以垂直紙面向里為正方向。t1時刻感應電流沿方向,t2時刻感應電流,t3時刻感應電流;t4時刻感應電流的方向沿。
2.如圖2所示,導體棒在磁場中垂直磁場方做切割磁感線運動,則a、b兩端的電勢關(guān)系是。
[典型例題]
例1如圖3所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)A的軸線上,A環(huán)在螺線管的正中間;當螺線管中電流減小時,A環(huán)將:
(A)有收縮的趨勢(B)有擴張的趨勢
(C)向左運動(D)向右運動
分析:螺線管中的電流減小,穿過A環(huán)的磁通量減少,由楞次定律感應電流的磁場阻礙磁通量的減少,以后有兩種分析:(1)感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相同,感應電流的磁感線也向左,由安培定則,感應電流沿逆時針方向(從左向右看);但A環(huán)導線所在處的磁場方向向右(因為A環(huán)在線圈的中央),由左手定則,安培力沿半徑向里,A環(huán)有收縮的趨勢。(2)阻礙磁通量減少,只能縮小A環(huán)的面積,因為面積越小,磁通量越大,故A環(huán)有收縮的趨勢。A正確
例2如圖4所示,在O點懸掛一輕質(zhì)導線環(huán),拿一條形磁鐵沿導線環(huán)的軸線方向突然向環(huán)內(nèi)插入,判斷導線環(huán)在磁鐵插入過程中如何運動?
分析:磁鐵向?qū)Ь€環(huán)運動,穿過環(huán)的磁通量增加,由楞次定律感應電流的磁場阻礙磁通量的增加,導線環(huán)向右運動阻礙磁通量的增加,導線環(huán)的面積減小也阻礙磁通量的增加,所以導線環(huán)邊收縮邊后退。此題也可由楞次定律判斷感應電流的方向,再由左手定則判斷導線環(huán)受到的安培力,但麻煩一些。
[針對訓練]
1.下述說法正確的是:
(A)感應電流的磁場方向總是跟原來磁場方向相反
(B)感應電流的磁場方向總是跟原來的磁場方向相同
(C)當原磁場減弱時,感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同
(D)當原磁場增強時,感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同
2.關(guān)于楞次定律,下列說法中正確的是:
(A)感應電流的磁場總是阻礙原磁場的增強
(B)感應電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱
(C)感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化
(D)感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化
3.如圖5所示的勻強磁場中,有一直導線ab在一個導體框架上向左運動,那么ab導線中感應電流方向(有感應電流)及ab導線所受安培力方向分別是:
(A)電流由b向a,安培力向左
(B)電流由b向a,安培力向右
(C)電流由a向b,安培力向左
(D)電流由a向b,安培力向右
4.如圖6所示,若套在條形磁鐵上的彈性金屬導線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ,則關(guān)于線圈的感應電流及其方向(從上往下看)是:
(A)有順時針方向的感應電流
(B)有逆時針方向的感應電流
(C)先逆時針后順時針方向的感應電流
(D)無感應電流
5.如圖7所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,當磁鐵突然向左抽出時,A點的電勢比B點的電勢;當磁鐵突然向右抽出時,A點的電勢比B點的電勢。
6.對楞次定律的理解:從磁通量變化的角度來看,感應電流總是;從導體和磁體相對運動的角度來看,感應電流總是要;從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度來看,產(chǎn)生感應電流的過程中能通過電磁感應轉(zhuǎn)化成電能.
7、楞次定律可以理解為以下幾種情況
(1)若因為相對運動而產(chǎn)生感應電流時,感應電流引起的效果總是阻礙相對運動
(2)若因為原磁場的變化而產(chǎn)生感應電流時,感應電流引起的效果總是阻礙原磁場的變化
(3)若因為閉合回路的面積發(fā)生變化而產(chǎn)生感應電流時,感應電流引起的效果總是阻礙面積的變化
(4)若因為電流的變化而產(chǎn)生感應電流時,感應電流引起的效果總是阻礙電流的變化
綜合以上分析,感應電流引起的效果總是阻礙(或反抗)產(chǎn)生感應電流的。
[能力訓練]
1.如圖8所示,AB為固定的通電直導線,閉合導線框P與AB在同一平面內(nèi),當P遠離AB運動時,它受到AB的磁場力為:
(A)引力且逐漸減小(B)引力且大小不變
(C)斥力且逐漸減小(D)不受力
2.如圖9所示,當條形磁鐵運動時,流過電阻的電流方向是由A流向B,則磁鐵的運動可能是:
(A)向下運動(B)向上運動
(C)若N極在下,向下運動(D)若S極在下,向下運動
3.如圖10所示,a、b兩個同心圓線圈處于同一水
平面內(nèi),在線圈a中通有電流I,以下哪些情況可以使
線圈b有向里收縮的趨勢?
(A)a中的電流I沿順時針方向并逐漸增大
(B)a中的電流I沿順時針方向并逐漸減小
(C)a中的電流沿逆時針方向并逐漸增大
(D)a中的電流沿逆時針方向并逐漸減小
4.如圖11所示,兩同心金屬圓環(huán)共面,其中大閉合圓環(huán)與導軌絕緣,小圓環(huán)的開口端點與導軌相連,平行導軌處在水平面內(nèi),磁場方向豎直向下,金屬棒ab與導軌接觸良好,為使大圓環(huán)中產(chǎn)生圖示電流,則ab應當:
(A)向右加速運動(B)向右減速運動
(C)向左加速運動(D)向左減速運動
5.一環(huán)形線圈放在勻強磁場中,第一秒內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里,磁感應強度隨時間的變化關(guān)系如圖12所示,則第二秒內(nèi)線圈中感應電流大小變化和方向是:
(A)逐漸增加逆時針
(B)逐漸減小順時針
(C)大小恒定順時針
(D)大小恒定逆時針
6.如圖13所示,Q為用毛皮摩擦過的橡膠圓盤,由于它的轉(zhuǎn)動,使得金屬環(huán)P中產(chǎn)生了逆時針方向的電流,則Q盤的轉(zhuǎn)動情況是:
(A)順時針加速轉(zhuǎn)動
(B)逆時針加速轉(zhuǎn)動
(C)順時針減速轉(zhuǎn)動
(D)逆時針減速轉(zhuǎn)動
7.如圖14所示,三角形線圈abc與長直導線彼此絕緣并靠近,線圈面積被分為相等的兩部分,導線MN接通電流的瞬間,在abc中
(A)無感應電流
(B)有感應電流,方向a—b—c
(C)有感應電流,方向c—b—a
(D)不知MN中電流的方向,不能判斷abc中電流的方向
8.如圖15所示,條形磁鐵從h高處自由下落,中途穿過一個固定的空心線圈,K斷開時,落地時間為t1,落地速度為V1;K閉合時,落地時間為t2,落地速度為V2,則:t1t2,
V1V2。
9、如圖16所示,在兩根平行長直導線M、N中,通過同方向、同強度的電流,導線框ABCD和兩導線在同一平面內(nèi)。線框沿著與兩導線垂直的方向,自右向左在兩導線間勻速移動。在移動過程中,線框中產(chǎn)生感應電流的方向是()
A.沿ABCDA,方向不變。
B.沿ADCBA,方向不變。
C.由沿ABCDA方向變成沿ADCBA方向。
D.由沿ADCBA方向變成沿ABCDA方向。
10.如圖17所示,面積為0.2m2的100匝的線圈A處在磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,t=0時磁場方向垂直紙面向里.磁感強度隨時間變化的規(guī)律是B=(6-0.2t)T,已知R1=4Ω,R2=6Ω,電容C=3OμF.線圈A的電阻不計.求:
(1)閉合S后,通過R2的電流大小和方向.
(2)閉合S一段時間后再斷開,S斷開后通過R2的電量是多少?
[學后反思]
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參考答案
自主學習1.逆時針無有順時針2.
針對訓練1.C2.D3.D4.A5.高高6.阻礙磁通量的變化
阻礙相對運動是其它形式的7.磁通量的變化
能力訓練1.A2.D3.BD4.BC5.D6.BC7.D8.
9.B10.(1)0.4Aab(2)