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《楞次定律--感应电流的方向》教学设计与评述
作者:泉港一中/黄广勇 指导老师/温文辉 来源:摘自:《福建高中新课程网》 点击:36132次 评论:0

〔人教版第二册第十六章第3节〕

 

 

一、教学设计思路

“楞次定律”是高中物理电磁学部分的重要内容,传统的教学设计是:教师演示实验→学生观察实验→教师引导学生分析得出楞次定律→讲解例题→课堂训练→课后巩固,按照这样的流程操作,虽然也能让学生学会如何应用楞次定律来判断感应电流的方向,但不难看出这种教学模式仍为“师传生受”,学生还是被动地接收知识,即使学会了,也不能算会学,而且学生的创新精神和实践能力亦难以得到进一步培养。面对新课程改革的要求,为营造一个让学生自主学习的良好环境,本人结合平时的实践,对本节内容采用“自主实验探究式”教学,即:“创设一个问题情景→学生讨论→确定探究问题→设计实验→探索实验→汇报研讨→综合探究结果,得出楞次定律→扩展提高→理论联系实际”。这种通过让学生自己动手操作、动眼观察、动脑思考,引导他们自己获取知识,不仅活跃了课堂气氛,还发展了学生的思维能力和创新能力。

二、教学目标

1.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培养自主探究能力以及对实验收集、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。

2.过程与方法

①通过自主探究实践活动,得到实验数据,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。

3.情感、态度和价值观

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。

三、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。

四、教学难点

楞次定律的理解及实际应用。

五、教学方法

自主实验探究法

六、教学资源

干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、滑动变阻器、开关、导线;多媒体幻灯片等。

七、教学流程图

八、教学过程

1.展示情景,提出问题

这一环节,教师要选用最简单的实验装置,最明显的实验现象,先让学生用已学过的知识解释实验现象,然后很自然地将学生带入另一个问题情景,去激发学生思考。

教师演示:按图1将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,讨论:

①为什么在线圈内有电流?(穿过线圈的磁通量变化)

②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?(电流表指针偏转方向不一样)

教师指出:插入时穿过线圈的磁通量在增加,而拔出时磁通量在减少,这说明感应电流的方向有可能与穿过线圈的磁通量如何变化有关。

③怎样判断感应电流的方向呢?----这就是今天我们要学习的楞次定律。

2.设计实验

这一环节,让学生根据给定器材设计实验,利用你的电路来探究感应电流的方向应该如何判定。实验仪器:一个螺线圈、一个条形磁铁、一个灵敏电流计、电源、滑动变阻器、若干导线(也可根据需要向实验老师借其它器材)。

实验前我们应该知道:

①本实验的研究对象是线圈所对应的闭合回路。

②还要查明电流表指针偏转方向与电流方向的关系。(通过如图2实验)

③要知道线圈的绕向怎样,以便确定感应电流的磁场方向。

④实验中要记录线圈中磁铁磁场的方向、穿过螺线管的磁通量的变化情况、感应电流的方向及其产生的磁场的方向等。

教师再进一步引导学生明确实验步骤、观察实验现象、做好实验记录(如下表)等,确保实验的实效性。(老师提供一个参考表格,同学们也可自己设计)

①磁铁运动情况

N极下插

S极下插

N极上拔

S极上拔

②磁铁产生磁场B方向

 

 

 

 

③线圈磁通量变化

 

 

 

 

④感应电流的方向(俯视)

 

 

 

 

⑤感应电流磁场B′方向

 

 

 

 

⑥B与B′方向上的关系

 

 

 

 

3.探究的深入----实验探索

这一环节让学生进行实验,注意共同基础,体现自主性、选择性。

选好仪器、接好电路之后,学生分成四组分别做:①磁铁N极下插、②S极下插、③N极上拔、④S极上拔实验。在实验过程中要求学生注意观察灵敏电流计指针偏转方向和线圈的绕向,并推断出感应电流的方向。把相应的实验数据填在自己设计的表格中。

4.探究的交流----小组汇报与研讨

这一环节主要是小组汇报,结果展示在屏幕上,交流研讨。把各个方案所观察到的实验现象投影在屏幕上,发现实验结论不尽相同:有的得到原磁场B的方向与感应电流的磁场B′方向相同,而有的却得出相反的结论。为什么得出的结论不一样呢?这就激起了学生进一步探究的兴趣和热情。下面,请同学们互换实验方案(①③互换、②④互换),看一看还会出现什么现象。实验方案互换以后得出的结论与第一次实验的结论相反。

学生实验后,教师通过电脑动画演示分析,有利于将抽象的电流方向、磁场方向及电磁之间的关系形象化、直观化,同时采用列表对比方式,可使学生直观,快捷的对实验结果进行分析,得出结论。

学生实验获得数据汇总:

磁铁运动情况

N极下插

S极下插

N极上拔

S极上拔

磁铁产生磁场B方向

向下

向上

向下

向上

线圈磁通量变化

增大

增大

减小

减小

感应电流方向(俯视)

逆时针

顺时针

顺时针

逆时针

感应电流磁场B′方向

向上

向下

向下

向上

B与B′方向上的关系

相反

相反

相同

相同

教师适时提问:

①为什么会出现这样的结论呢?什么时候感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同?什么时候感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反?

②用尽可能简洁的语言概括一下,究竟如何确定感应电流的方向?

6.探究的结论----综合探究结果

学生四人一组相互交流、分析、讨论,用最简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况,然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流,师生共同讨论,形成结论。学生回答预测:

学生甲: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。

学生乙: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。

学生丙: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。

学生丁:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

学生戊: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

其它: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,并对出现的问题进行讨论、纠正,投影展示:1.感应电流的方向──楞次定律:

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。

(教师指出上述结论是物理学家楞次概括了各种实验结果提出的,并对楞次的物理学贡献简单介绍)

7.探究的思考----扩展提高

你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗?如果能,请用简洁的语言进行概括,并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论?学生回答预测:

学生甲:当磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当磁铁拔出时:磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对。即:两者靠近时,相互排斥;两者远离时,相互吸引。

学生乙:感应电流总要阻碍原磁场的相对运动。

学生丙: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。

教师应充分肯定他们的结论,投影展示:2.对楞次定律的理解:①从磁通量变化来看:感应电流总要阻碍磁通量的变化;(增“反”减“同”)

②从导体和磁体相对运动角度看:感应电流总要阻碍磁体和导体间的相对运动。(来“拒”去“留”)

③从能量角度看:楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。

4.对楞次定律的理解:

(1)正确区分“原来磁场方向”、“原来磁场的磁通量变化”、“感应电流的磁场方向”。

(2)正确理解“阻碍”的含义,应有“反抗”和“补偿”两层意思,不能和“阻止”、“相反”等同。

8.探究的应用----理论联系实际

例题:在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd,当直导线中的电流强度I逐渐减小时,试判断线圈中感应电流的方向。

我们能不能从解答上例的实践中,总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体方法、步骤?

学生讨论:首先要确定穿过闭合电路的磁场方向和磁通量是增大还是减小,然后就可确定感应电流的磁场方向,最后根据感应电流的磁场方向来判定感应电流的方向。

九、教学设计的评述

新的物理课程以培养和发展学生科学素养为宗旨。采用“探究式”教学法,能充分体现在课堂教学中教师的主导地位和学生的主体地位,教师要精心设计好课堂活动,让学生在课堂上处于最大限度的主动激活状态。教师引导学生通过探究活动自主构建知识结构,使他们参与体验知识的获得过程,既激发了学生的学习积极性又培养了学生的科学素养和能力。

   
更新:2007/6/15 6:01:54 编辑:fengyefy
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发表于:2011/9/13 12:12:00枫叶网友(122.112.33.155)
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