物理选修33 楞次定律教学设计

[科目]  物理

[关键词]  教案/感应电流的方向    楞次定律

[年级]  高二

[文件]  jan18.doc

[标题]  感应电流的方向    楞次定律

[内容]

                感应电流的方向      楞次定律

一、教学目标

    1．通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律．

    2．掌握楞次定律和右手定则，并会应用它们判断感应电流的方向．

二、重点、难点分析

    使学生清楚地知道，引起感应电流的磁通量的变化和感应电流所激发的磁场之间的关系

是这一节课的重点，也是难点．

三、教具

    演示电流计，线圈（外面有明显的绕线标志），导线两根，条形磁铁，马蹄形磁铁，线圈．

四、主要教学过程

    （－）复习提问、引入新课

    1．产生感应电流的条件是什么？

    2．在课本插图中，将磁铁插入线圈时，线圈中是否产生感应电流？为什么？穿过线圈的磁通量，是怎样变化的？将磁铁拔出线圈时，线圈中是否产生感应电流？为什么？穿过线圈中的磁通量是怎样发生变化的？

    3．在做上述实验时，线圈中产生的感应电流有何不同呢？

    电流表指针有时向右偏转，有时向左偏转，感应电流的方向不同．

    怎样确定感应电流的方向呢？这就是我们这节课要解决的问题．

    （二）新课教学

    1．实验．

    （1）选旧干电池用试触的方法确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系。

明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针向哪边偏转．

（2）闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况．

    a．磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动．

    b．导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向．

    根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向．

    感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系．感应电流的方向可以用右手定则加以判定．

    右手定则：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，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向．

    （3）闭合电路的磁通量发生变化的情况：

    实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向．

    分析：

（甲）图：当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反．

    （乙）图：当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向踉磁铁的磁场方向相同．

    （丙）图：当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反．

    （丁）图：当条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同．

    通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少．在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化．

    楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．

    说明：对“阻碍”二字应正确理解．“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因．”

    2．判定步骤（四步走）．

    （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．

    3．练习：

    （1）如图所示，导体杆ah向右运动对，电路中产生的感应电流方向．

  用两种方法判断：

    用楞次定律判定感应电流的方向跟用右手定则判断的结果是一致的．右手定则可看作是

楞次定律的特殊情况．对于团合电路的一部分导体切割磁感线而产生感应电流的情况，用右手定则来判断感应电流的方向往往比用楞次定律简便．

    （2）如图所示，试判断发生如下变化时，在线框abed中是否有感应电流？若有，指出感应电流的方向？

    ①b向外拉；

    ②b向里压；

    ③线框abcd向上运动；

    ④线框abcd向下运动；

    ⑤线框abcd向左运动;

    ③P向上滑动；

    ③P向下滑动；

    ③以MN为轴，钱框向里转；

    ③以ab为轴，cd向外转；

    ＠以ad为轴，bc向里转．

    （三）课堂小结

    1．右手定则是楞次定律的特例．

    楞次定律和右手定则都是用来判定感应电流方向的．但有手定则只局限于判定导体切割

磁感线的情况；而楞次定律则适用于一切电磁感应过程，因此，可以把右手定则看作是楞次定律的特殊情况．

    2．楞次定律符合能的转化和守恒定律．

    楞次定律实质上是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现．

举例：

    （ 1）导体  ah向有运动，闭合回路磁通量增加．“感应电流的磁通量阻碍原磁通量的增加”，因此，回路中感应电流为逆时针方向．在这一过程中完成了机械能    电能     内能的转化．

    （2）条形磁铁自上向下运动时，通过闭合回路的磁通量增加，感应电流“阻碍原磁通增加”，尽管不知条形磁铁下端是什么极，但可以肯定，导体ab、cd互相靠拢以阻碍内部磁通量增加．

在这一过程中，完成了机械能      电能     机械能       内能的转化．

    上述的“阻碍”过程，事实上就是一个其它形式能向电能转化的过程．

                                             (北京五中    崔瑞华）