人教版高中物理选修3-2 第三节《楞次定律》导学案(10页).doc

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1、-人教版高中物理选修3-2 第三节楞次定律导学案选修3-2第四章 第三节 楞次定律适用年级高二所需课时3课时（第2课时）作者姓名联系电话【教材分析】楞次定律的教学内容是人教版教材高中物理选修3-2第一章第三节，本节课在整章中占有重要地位，且为高考热点。本节为学生在判断感应电流的方向提供了理论依据，也为学生在以后的学习中奠定了基础。在考试说明中，楞次定律属II级（理解并应用）要求，每年的高考试题中都会出现相应考题，题型一般以选择题出现，属高考必考内容同时，由电磁感应与力学、电学知识相结合的题目更是高考中的热点内容，题目内容变化多端，需要学生有扎实的知识基础，又有一定的解题技巧，因此在学习中要重视

2、这方面的训练【三维学习目标】1、 知识与技能：（1） 加深理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。（2） 深入理解楞次定律的内容（3） 能灵活应用楞次定律判定感应电流方向（4） 熟悉右手定则判断感应电流的方向2、 过程与方法（1） 通过观察演示实验，探索和总结出感应电流“阻碍”的其他形式（2） 通过亲身体会，感受楞次定律中“阻碍”的含义，培养学生分析、归纳、总结物理规律的能力。3、 情感态度与价值观（1） 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。（2） 培养学生的空间想象能力。（3） 让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。【重点、难点】重点：理

3、解楞次定律并能利用其判断感应电流的方向 难点：对楞次定律 “阻碍磁通量变化” 的理解【学情分析】学生在上一节课的学习中了解到楞次定律，知道感应电流方向基本判断方法，对怎样判断感应电流的方向有了一定的思维方式，但是有部分学生想到初中电磁感应部分内容，导体棒切割磁感线也能产生电流，是不是也是必须用这个方法来判断电流方向？并且有电流产生，那它是否受到安培力作用？受到安培力作用又有什么样的影响？这些问题困惑着学生，这一节课就是要针对其中的一些问题进行解惑，学生为了解开自己心中的疑惑，就能积极去思考、认真的去探索、努力寻找方法，这样就能拓展开学生的思维。在教学过程中学生发散思维能力、语言表达能力、团队合

4、作能力等都能够得到很好的锻炼。【预期的学习成果】1、温故而知新，让学生通过回顾前面的知识来学习新的知识。2、学生通过实验增强自己的动手能力和协作能力，实践出真知。3、通过课堂练习可以检查学生对知识的掌握情况，进而有目的的讲解。【教学过程】（一） 【创设情境、导入新课】运用磁铁推、拉闭合的金属圆环这个奇妙的物理现象来导入今天这堂课。线圈中有感应电流，而感应电流像是个坏“孩子”。师：显然，B环没有感应电流，因为没有闭合回路。A环中产生了感应电流，且为环形电流，并且线圈中的感应电流与磁铁直接有相互作用，那么就可以将它等效为一个小磁针，这一节课我们就要加深探究楞次定律“阻碍”磁通量变化，除了理解为通过

5、产生感应磁场阻碍磁通量以外还有哪些形式的阻碍作用。（二） 【自主探究、展示交流】师：上一节课我们学习了楞次定律，学会了通过感应电流的磁场阻碍磁通量变化判断感应电流的方向，其实楞次定律的“阻碍”并不是只能理解为感应电流的磁场阻碍磁通量变化，下面我们将学习其他几种形式阻碍磁通量变化，刚才的现象现在各小组亲自动手做一做，完成第一个表格并通过讨论完成思考问题活动一：探究一：环形线圈的相对运动与磁通量变化操作方法填写内容NS磁铁在管上静止不动时靠近远离靠近远离N在右S在右线圈中磁通量变化增大减小增大减小不变不变线圈的运动情况右左右左不动不动环形线圈等效小磁针的N极NSNS无无感应电流方向（从左向右看）逆

6、时针顺时针逆时针顺时针无无活动二：讨论并回答问题：（1） 利用第一课时所学的内容判断环形线圈中的电流跟自己表格的结果是否一致？（2） 你能根据磁铁和线圈的运动关系总结出线圈的运动情况吗？（3） 你能判断出它是怎样阻碍磁通量变化的吗总结：（1）磁铁靠近，线圈就排斥，远离磁铁；磁铁远离，线圈吸引，追磁铁。（来拒去留）vI（2）感应电流通过相对运动阻碍磁通量变化。活动三：（学生判断结束，老师用实验进行检验答案是否正确）【例题1】 通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当导线中电流变大时，（1）判断线圈的运动方向？（2）判断线圈的感应电流方向？ 解析：（1）电流方向向上，此时在电流左边有垂直纸面向下的磁场

7、，并且距离导线越远磁感应强度越小。当电流变大时，现在假设线圈不动，线圈中的磁通量增大，根据楞次定律要阻碍磁通量增大，线圈就要向右运动。 （2）方法一：线圈所在位置的原磁场是垂直纸面向下的，线圈磁通量增大，线圈中感应电流的磁场方向垂直纸面向上，根据右手螺旋定则，线圈的感应电流是逆时针方向 方法二：现在电流变大，根据楞次定律线圈要阻碍磁通量变大，线圈要向右运动。电流在磁场中受力依据对称原则线圈上下两段受力作用平衡，只有左右两边受力，并且左边受力较大。根据同向电流相吸、反向电流相斥判断，左边的电流向下，即线圈电流逆时针a b活动四：探究二：闭合电路的面积变化与磁通量变化师：各小组将金属棒垂直放置两个

8、固定在水平木板上的金属导轨上，利用磁铁上下运动，观察金属棒a、b的运动情况，完成第二个表格并且讨论完成思考问题操作方法填写内容NS磁铁在管上静止不动时向下动向上动向下动向上动N朝下S朝上线圈中磁通量变化增大减小增大减小不变不变a、b的运动情况分开靠拢分开靠拢不动不动讨论并回答问题：（1） A、b棒分开和靠拢时，它们与导轨构成的面积有什么变化？（2） 判断出它是怎样阻碍磁通量变化的吗（3） 你能用较为简洁的语言描述一下吗？总结：（1）a、b棒运动改变了它与导轨构成的面积（2）通过改变闭合回路中面积阻碍磁通量变化。（增缩减扩）活动五：【例题2】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

9、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，无法确定转动方向解析：滑动变阻器R的滑片P向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小.根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化,所以线框ab应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小. 活动六：探究三：闭合电路一部分导体切割磁感线的感应电流师：初中我们知道闭合电路中一部分导体切割磁感线能产生感应电流，那么感应电流方向怎样判断呢？下面我们一起探究：

10、（将装置安装好）a师：如果将金属棒向右移动，金属棒中就有感应电流，下面思考以下几个问题b（1）金属棒、电键、灵敏电流计形成一个闭合回路，回路中磁通量发生变化了吗？怎么样变化的？ （2）磁通量变化你能利用楞次定律判断导体棒中的电流方向吗？ （3）产生的电流方向与磁场方向、导体棒运动方向是什么关系？ （4）以前学过的安培力，它的方向与形成安培力两个因素磁场和电流的方向什么关系？ （5）能不能用左手像左手定则一样去判断电流方向呢？ 老师总结：用左手时，大拇指方向正好与运动方向相反，那能不能想想办法解决，用右手是不是没有这方面的影响了。并且电流产生磁场也用的是右手（安培定则、右手螺旋定则） 多媒体投影

11、：（二）、楞次定律的特例闭合回路中部分导体切割磁感线（1）、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，让磁感线垂直从掌心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指向的就是导体中感应电流方向（2）、适用条件：切割磁感线的情况（3）、说明：、右手定则是楞次定律的特例，用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解、右手定则较楞次定律方便，但适用范围较窄，而楞次定律应用于所有情况【例题3】在下列闭合电路中，当导体运动时，电路中产生感应电流，如下图中正确表示电流方向、磁场方向和导线运动方向的图是（ ）活动七： 师：初下面思考两个问题，各小组讨论并选出一个代表回答问题 问题1：楞次定律

12、与右手定则的区别问题2：安培定则、右手定则和左手定则的区别老师总结并多媒体投影：问题1：楞次定律与右手定则的区别由于回路部分导体做切割磁感线运动是引起感应电流的特例，所以判定感应电流方向的右手定则也是楞次定律的特例方式一切可以用右手定则讨论的问题，原则上都符合于楞次定律的制约范畴，只是在有些情况下，用右手定则判定方便、简单；但用楞次定律能判定的问题并不是用右手定则都能判断出来的具体地讲，右手定则与楞次定律存在以下差异：（1）从研究对象上说，楞次定律所研究的是整个回路；右手定则研究的是与磁场间存在相对运动的一段导体即它们在研究对象上存在差异（2）从适用范围上说，楞次定律可应用于磁通量变化的各种情

13、况，它是普遍适用的；而右手定则只适用于回路的部分导体做切割磁感线的电磁感应现象，它不能适用于导体与磁场相对静止的电磁感应现象，即它们在适用情形上存在差异问题2：安培定则、右手定则和左手定则的区别“安培定则（右手螺旋定则）”“左手定则”和“右手定则”是磁场部分的“手”的三个定则三个定则都可以用来判断电流的方向，但各定则何时运用却一直是初学者困惑的问题下面是对三个定则的区分及应用的说明（1）在研究对象上左手定则研究通电导线（或电荷运动）在磁场中受力时，F、I、B三者方向的关系；右手定则研究导线在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电动势时，I（E)、v、B三者方向的关系；安培定则研究电流（直线电流、环

14、形电流、通电螺线管）产生磁场时，电流与其产生的磁场磁感线二者方向的关系（2）在“电流”与“磁场”的关系方面安培定则中的那个“磁场”与“电流”密不可分，是同时存在、同时消失的，“磁场”就是电流的磁效应产生的那个磁场左、右手定则中的那个“磁场”与“电流”可以单独存在，“磁场”是外加的磁场，不是通电导线或感应电流的磁效应产生的那个磁场（3）在“因”“果”所指方面左手定则中的那个“磁场”和“电流”是“因”，磁场对导体的作用力是“果”有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场的作用力来说缺一不可；右手定则中的那个“磁场”和“导体切割磁感线的运动”是“因”，感应电流是“果”这两个“因”对产生感应电流来说仍缺

15、一不可；安培定则中的“电流”是“因”，磁场为“果”，正是有了电流（直线电流、环形电流、螺线管电流）才出现了由该电流产生的磁场（4）在定则常规用法方面由于有电流（或电荷运动）而受磁场力用左手定则；由于有切割磁感线运动而产生感应电流（或感应电动势）用右手定则；由电流确定其产生的磁场的磁感线方向用安培定则（5）判断电流方向选取定则的原则在已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的那个电流时，选用安培定则判断电流的方向；在已知导体受的安培力的方向或导体因通电才开始运动的方向时，用左手定则判断电流的方向；在已知导体切割磁感线运动的方向或施加在导体上的外力的方向时，用右手定则判断电流方向左手定则强调的是先有电流

16、后受力或运动右手定则强调的是先切割磁感线运动或受外力后有电流因此，左、右手定则可简单地总结为“因电而动用左手，因动而电用右手”课内探究学案一、学习过程探究一：环形线圈的相对运动与磁通量变化操作方法填写内容NS磁铁在管上静止不动时靠近远离靠近远离N在右S在右线圈中磁通量变化增大减小增大减小不变不变线圈的运动情况右左右左不动不动环形线圈等效小磁针的N极NSNS无无感应电流方向（从左向右看）逆时针顺时针逆时针顺时针无无讨论并回答问题：（1） 利用第一课时所学的内容判断环形线圈中的电流跟自己表格的结果是否一致？（2） 你能根据磁铁和线圈的运动关系总结出线圈的运动情况吗？（3） 你能判断出它是怎样阻碍磁

17、通量变化的吗？vI【例题1】 通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当导线中电流变大时，（1）判断线圈的运动方向？（2）判断线圈的感应电流方向？活动四：探究二：闭合电路的面积变化与磁通量变化操作方法填写内容NS磁铁在管上静止不动时向下动向上动向下动向上动N朝下S朝上线圈中磁通量变化增大减小增大减小不变不变a、b的运动情况分开靠拢分开靠拢不动不动讨论并回答问题：（1）A、b棒分开和靠拢时，它们与导轨构成的面积有什么变化？（2）判断出它是怎样阻碍磁通量变化的吗？（3）你能用较为简洁的语言描述一下吗？【例题2】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

18、，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，无法确定转动方向活动六：探究三：闭合电路一部分导体切割磁感线的感应电流师：初中我们知道闭合电路中一部分导体切割磁感线能产生感应电流，那么感应电流方向怎样判断呢？下面我们一起探究：（将装置安装好）a师：如果将金属棒向右移动，金属棒中就有感应电流，下面思考以下几个问题b（1）金属棒、电键、灵敏电流计形成一个闭合回路，回路中磁通量发生变化了吗？怎么样变化的？ （2）磁通量变化你能利用楞次定律判断导体棒中的电流方向吗？ （3）产生的电流方向与磁场方向、导体棒运动方向是什么关系？ （4）以前学

19、过的安培力，它的方向与形成安培力两个因素磁场和电流的方向什么关系？ （5）能不能用左手像左手定则一样去判断电流方向呢？【例题3】在下列闭合电路中，当导体运动时，电路中产生感应电流，如下图中正确表示电流方向、磁场方向和导线运动方向的图是（ ）当堂检测1.如图所示,两个相同的铝环穿在一根光滑杆上,将一根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,间距增大解析:将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中,两个环中均产生感应电流.根据楞次定律,感应电流将阻碍与磁体间的相对运动,所以两环均向左运动.靠近磁体的

20、环所受的安培力大于另一个,又可判断两环相互吸引,在靠近.故选项C正确.2.如图2所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()AS增大，l变长 BS减小，l变短CS增大，l变短 DS减小，l变长解析:通电直导线中电流增大时，金属圆环中的磁通量变大，根据楞次定律可以知道，为了阻碍磁通量的增大，圆环的面积要变小，并且要向磁感应强度小的地方运动，即向下运动，此时橡皮筋长度要变长。选D3.如图所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流的方向(已知有感应电流)

21、及ab导线所受安培力方向分别是()A.电流由b向a,安培力向左B.电流由b向a,安培力向右C.电流由a向b,安培力向左D.电流由a向b,安培力向右解析:导体棒运动时产生的感应电流由右手定则可知,沿导体棒ab,根据左手定则可知安培力的方向向右. 选D4.如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )A.有顺时针方向的感应电流B.有逆时针方向的感应电流C.先逆时针后顺时针方向的感应电流D.无感应电流解析:穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分,合磁通量是向上的.当线圈突然缩小时合磁通量增加,原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少.故由

22、楞次定律判断,感应电流的方向为顺时针方向,A正确.5.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆,如图所示立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是( )A.感应电流的方向始终是由PQB.感应电流的方向先是由PQ,后是由QPC.PQ受磁场力的方向垂直杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右解析:金属杆PQ滑动过程中,回路POQ面积先增大,后减小,因此通过回路的磁通量向外且先增大、后减小.由楞次定律可判断出回路中感应电流方

23、向先是顺时针、后是逆时针,选项B正确;金属杆PQ所受磁场力方向可由左手定则判断,当回路中感应电流方向是顺时针时,PQ受磁场力的方向垂直于杆向左,当回路中感应电流方向是逆时针时,PQ受磁场力的方向垂直于杆向右,选项D正确.6.如图所示,绕在铁芯上的线圈M与电源、滑动变阻器和开关组成了一个闭合回路,在铁芯的右端,线圈P与电流表连成闭合电路.下列各种情况中说法正确的是( )A.开关S闭合后,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥B.开关S闭合后,使变阻器滑片向左匀速移动,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥C.开关S闭合后,使变阻器滑片向右匀速移动,线圈P中有感应电流,M、P相互排斥D.开关S闭合瞬间,线

24、圈P中有感应电流,M、P相互吸引解析:开关S闭合后,M线圈中的电流产生的磁场方向由安培定则判知,沿铁芯轴线向右,由于线圈P中的磁通量不变,故不会产生感应电流,M、P没有排斥作用,也没有吸引作用,故A错;当开关S闭合后,滑片向左匀速移动,线圈M中的电流增大,因而穿过线圈P的磁通量增加,产生感应电流,并且由楞次定律知,感应电流的磁场方向与线圈M的磁场方向相反,故M、P两线圈相互排斥,B正确.同理判知C错误.开关S闭合瞬间,M线圈中电流增大,穿过P线圈的磁通量增加,产生感应电流,由楞次定律可知,P、M线圈中磁场方向相反,M、P相互排斥,D错误.（选）7如图1755所示，在线圈的左、右两侧分别套上绝缘

25、的金属环a、b，在导体AB在匀强磁场中下落后很短时间的瞬时，a、b环将 A向线圈靠拢B向两侧跳开C一起向左侧运动D一起向右侧运动解析:导体棒下落后导体棒就有向下的速度，虽然速度的大小很小，但是也能在AB棒中产生电流，由右手定则判断电流方向AB，在线圈中有向左的磁场。在ab线圈中就有感应电流产生，根据楞次定律感应电流要阻碍磁通量的变化，可以得到a向左运动，b向右运动，选B一、 教学评价可评价的学习要素1. 活动1、活动4中，学生的动手程度评价方法：教师现场评价评价指标：（1）能否正确装置实验仪器。（2）操作步骤是否规范，是否注意观察现象和记录结果。（3）能否积极讨论确定本组的实验结果，提供给小组

26、发言人发布。2、活动2、活动6中，学生的参与度评价方法：教师现场评价评价指标：（1）能否正确回答问题。（2）能否积极参与问题的回答。3、能否完成活动1、活动4的表格评价方法：学生互相观察表格填写评价指标：（1）表格的项目填写齐全。（2）项目的内容填写正确。4、 能否完成活动3、活动5的内容评价方法：教师现场评价评价指标：回答是否正确三、 教学反思1、在课堂教学中注重多种能力的培养：本节内容应以实验为主，通过实验总结楞次定律中其他几种阻碍形式。通常情况，都是由教师引导，学生动手实验、观察，整理记录结果得出结论。但本节课以学生为主，让学生实验，得出结论，验证结论等等，教师只起引导和组织的作用，这样

27、不仅能让学生对楞次定律理解深刻，而且也培养了学生实验操作技能以及分析、归纳、概括、总结等逻辑思维能力。2、用现代化教学手段进行教学：虽说实物演示最直观明了地反映事物的某些现象，但通过它我们只能看到一些宏观现象，对定律微观本质的分析（比如：磁极周围的磁感线既看不见，又摸不着）就无能为力了，教师将现代化教学手段引进课堂，应用生活中的有趣物理实验，生动形象地展示两磁场间阻碍作用，不仅突出本节的重点，还突破了难点，使学生对定律有一个深刻理解，生动的记忆，同时又激发了学生的学习兴趣。3、 采用类比教学变抽象为具体：本节课除了采用常规的启发式、实验等直观教学法等，还特别注意利用比喻的方法，尤其对于楞次定律这一类字数少但难理解和记忆内容，教师在师生得出定律之后，将定律概括成“增反减同，来拒去留”八个字，方便了学生理解和记忆，之后又做个拟人化的比喻，将感应电流比喻成一个专门与“父母”“对着干”的“坏孩子”，不仅将抽象的内容生动具体化，还调节了课堂气氛。4、 注重德育渗透这一节课讲授的楞次定律是从实验分析开始，归纳概括出初步结论后，再用实验来验证，不仅体现物理学科是实验学科的特点，培养了学生实事求是，严谨的科学态度，还符合辩证法中从实践中来，再回到实验中去的认识规律，达到对学生的辩证唯物主义教育。-第 10 页课时4