高中物理教案愣次定律 8页

高中物理课堂教学教案年月日课题§4.4愣次定律新授课课时教学目标（一）知识与技能1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4．掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。（二）过程与方法1．通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。2．通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。教学重点、难点教学重点1．楞次定律的获得及理解。2．应用楞次定律判断感应电流的方向。3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。教学难点楞次定律的理解及实际应用。教学方法发现法，讲练结合法教学手段干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。\n教学活动（一）引入新课［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：①为什么在线圈内有电流？②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？③怎样才能判断感应电流的方向呢？本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。（二）进行新课1、楞次定律演示实验［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。［实验步骤］（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?）（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。（3）把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。根据实验结果，填表：磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向通过上面的实验，同学们发现了什么?学生活动\n当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。（2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为：“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中，矛盾双方即条形磁铁的磁场（B原）和感应电流的磁场（B感），两者都处于同一线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。2、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：（1）明确原磁场的方向。（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。（4）利用安培定则确定感应电流的方向。开关断开前，线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪？向下。开关断开瞬间，线圈N中磁通量如何变化?减少。线圈N中感应电流的磁场方向如何？向下（阻碍磁通量减少）。线圈N中感应电流的方向如何？由下向上，整个回路是顺时针电流。\n利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。［投影］3．右手定则当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应电流的如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。（四）实例探究楞次定律的应用【例1】如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD的电流方向。（忽略导线GH的磁场作用）解析：当S闭合时（1）研究回路是ABCD，穿过回路的磁场是电流I所产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）回路ABCD的磁通量由无到有，是增大的；（3）由楞次定律可知感应电流磁场方向应和B原相反，即背离读者向内（“增反减同”）。由安培定则判定感应电流方向是B→A→D→C→B。当S断开时\n（1）研究回路仍是ABCD，穿过回路的原磁场仍是I产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）断开瞬间，回路ABCD磁通量由有到无，是减小的；（3）由楞次定律知感应电流磁场方向应是和B原相同即指向读者；（4）由安培定则判定感应电流方向是A→B→C→D→A。点评：用楞次定律解题时，沿一定的程序进行推理判断比较规范，尤其是初学者一定要熟练掌握【例2】如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？解析：磁铁右端的磁感线分布如图所示，当磁铁向环运动时，环中磁通量变大，由楞次定律可判断出感应电流磁场方向，再由安培定则判断出感应电流方向如图16-3-5所示.把铜环等效为多段直线电流元，取上、下两对称的小段研究，由左手定则可知其受安培力如图，由此推想整个铜环受合力向右,故铜环将向右摆动.【例3】如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB、CD上放着两根细金属棒ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时，两金属棒ab、cd将如何运动？磁铁的加速度仍为g吗？解析：当条形磁铁从高处下落接近回路abcd时，穿过回路的磁通量方向向下且在不断增加.根据楞次定律的第二种表述：感应电流所产生的效果，总要反抗产生感应电流的原因.在这里，产生感应电流的原因是：条形磁铁的下落使回路中的磁通量增加，为反抗条形磁铁的下落，感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的阻碍其下落的阻力，使磁铁下落的加速度小于g.为了反抗回路中的磁通量增加，ab、cd两导体棒将互相靠拢，使回路的面积减小，以阻碍磁通量的增加.同理，当穿过平面后，磁铁的加速度仍小于g，ab、cd将相互远离.巩固练习1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是（）A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案：C2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则（）\nA.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d答案：ABC3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流（）A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动答案：A点评：明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究4．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是（）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小D.同时向右运动，间距增大答案：C点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥5．如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中（）A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcbD.线圈中无感应电流产生答案：A\n6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是（）A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继续存在.答案：D7．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始运动穿过线圈后从b点飞过.那么（）A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向解析：将磁单极子（单N极），理解为其磁感线都是向外的答案：B8．如图所示，一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（）A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向答案：B9．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将（）A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向答案：C\n作业1、认真阅读教材。2、思考并完成“问题与练习”中的题题目。板书设计教学后记