高中物理-楞次定律教學設計學情分析教材分析課后反思

一、教材分析1．教材的地位與作用：楞次定律是電磁感應規(guī)律的重要組成部分，它與法拉第電磁感應定律一樣也是本章的一個教學重點，是分析和處理電磁感應現(xiàn)象問題的兩個重要支柱之一。

2．教學重點與難點：感應電流的方向與引起感應電流的磁通量變化之間的關(guān)系是本節(jié)的教學重點；根據(jù)目標，進行實驗設計與操作是本節(jié)的教學難點。

3．教材處理：由于楞次定律的內(nèi)容較多，這節(jié)課主要讓學生通過實驗探究，分析歸納總結(jié)得出楞次定律，并學會利用楞次定律判斷簡單的電磁感應現(xiàn)象中感應電流的方向。

二、教學目標

1.理解楞次定律的內(nèi)容,能運用楞次定律判斷感應電流的方向.2.理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的體現(xiàn).3.掌握右手定則,并理解右手定則的實質(zhì).三、教學方法（1）通過探究過程體會提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、分析論證、驗證等科學探究要素。

（2）通過楞次定律的學習過程，了解物理學的研究方法，認識物理實驗在物理學發(fā)展過程中的作用。

（3）通過實驗探究，學會用實驗探究的方法研究物理問題。四、學情分析

1．學生已經(jīng)掌握了磁通量的概念，并會分析磁通量的變化。

2．已經(jīng)知道了條形磁鐵的磁感線的分布。

3．學生已經(jīng)利用（條形磁鐵、電流計、線圈等）實驗器材研究感應電流產(chǎn)生的條件。

五、教學器材

教師演示用器材：靈敏電流計，線圈，磁鐵導線若干，支架鋁環(huán)

六、教學過程

．新課引入（提出問題）

復習回顧培定則，大屏幕展示通電直導線和通電螺線管的磁場提問閉合電路中產(chǎn)生感應電流的條件是什么？

再次演示磁鐵插入線圈的四種情況觀察電流指針偏轉(zhuǎn)情況教師提出本課的教學目標：“探究感應電流的方向與引起感應電流的磁場之間的關(guān)系?！?/p>

2．猜想與假設

教師提問：“閉合電路中感應電流也要激發(fā)磁場，那么感應電流所激發(fā)磁場的方向與引起感應電流的原磁場之間有什么關(guān)系呢？”為了便于研究，做草圖、按照新思路，設置表格，比較感應電流的磁場和磁鐵的磁場方向?qū)W生觀察表格，小組交流討論

條形磁鐵運動的情況N

極向下插入線圈N

極向上拔出線圈N

極向下插入線圈N

極向上拔出線圈原磁場方向（向上或向下）

穿過線圈的磁通量變化情況（增加或減少）

感應電流的方向（流過靈敏電流計的方向）

感應電流的磁場方向（向上或向下）

實驗結(jié)論

3．分析現(xiàn)象得出結(jié)論

第一問：感應電流產(chǎn)生磁場的方向是否始終與原磁場的方向相同或相反？

回答小結(jié)：不一定。有時相同，有時相反。（推翻原有的猜想，為建立新認知結(jié)構(gòu)做鋪墊）

第二問：在什么情況下，B感與B原同向？在什么情況下，B感與B原反向？

回答小結(jié)：當Φ原增大時，B感與B原相反；當Φ原減小時；B感與B原相同。（進一步探討關(guān)系）

第三問：你認為感應電流產(chǎn)生的磁場對磁通量的變化起什么作用？（提煉關(guān)系）

回答小結(jié)：當Φ原增大時，B感與B原相反，它不想讓穿過線圈的磁通量增大；當Φ原減小時；B感與B原相同，它不想讓穿過線圈的磁通量減小。即B感對磁通量的變化起阻礙作用

得出初步結(jié)論：感應電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

教師：我們通過實驗探究發(fā)現(xiàn)：（用大屏幕顯示）

內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化──楞次定律對“阻礙”的理解：當Φ原增大時，B感與B原相反；當Φ原減小時；B感與B原相同。

4從阻礙相對運動角度分析剛才的信息，學生標注出線圈的磁極與磁鐵磁極的關(guān)系，很容易總結(jié)出規(guī)律當磁鐵插入時,磁鐵與線圈的磁極是同名磁極相對;相互排斥-來拒當磁鐵拔出時,磁鐵與線圈的磁極是異名磁極相對.相互吸引-去留5．結(jié)論運用（目標檢測）

【例題1】1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動變阻器R組成一個回路,B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個回路,如圖所示。通過多次實驗,法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應電流的條件。關(guān)于該實驗,下列說法正確的是(解題小結(jié)：

A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有a→b的感應電流B.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應電流C.閉合開關(guān)S后,在增大電阻R的過程中,電流表G中有a→b的感應電流D.閉合開關(guān)S后,在增大電阻R的過程中,電流表G中有b→a的感應電流[例題2]((多選)如圖所示,足夠長通電直導線L和平行直導線放置的閉合導體框abcd,當通電導線L運動時,以下說法正確的是()A.當導線L向左平移時,導體框abcd中感應電流的方向為abcdaB.當導線L向左平移時,導體框abcd中感應電流的方向為adcbaC.當導線L向右平移時(未到達ad),導體框abcd中感應電流的方向為abcdaD.當導線L向右平移時(未到達ad),導體框abcd中感應電流的方向為adcba運用楞次定律判斷感應電流方向的基本步驟：

第一步：判斷穿過線圈的原磁通量的方向

第二步：判斷穿過線圈的原磁通量的變化（增大或減小）

第三步：判斷感應電流的磁場的方向（依據(jù)楞次定律）

第四步：判斷感應電流的方向（依據(jù)右手螺旋定則）

6實驗探究學習了解右手定則(1)我們研究的是哪個閉合電路?(2)當導體棒AB向右運動時,穿過這個閉合電路的磁通量是增大還是減小?(3)感應電流的磁場沿哪個方向?(4)導體棒AB中的感應電流沿哪個方向?1.適用范圍:閉合電路的部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流方向的判斷.2.右手定則反映了磁場方向、導體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系.(1)大拇指的方向是導體相對磁場切割磁感線的運動方向,既可以是導體運動而磁場未動,也可以是導體未動而磁場運動,還可以是兩者同時運動.(2)四指指向電流方向,切割磁感線的導體相當于電源.[例3]下列圖中表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景,導體ab上的感應電流方向為a→b的是()7總結(jié)歸納通過兩個能力提升，讓學生通過講解習題的過程，同時總結(jié)歸納本節(jié)課所學知識內(nèi)容。（1）楞次定律的內(nèi)容（讓學生用自己的語言組織后表述）。

（2）“阻礙”的表現(xiàn)（讓學生用自己的語言組織后表述）。

（3）判斷感應電流方向的步驟。

楞次定律學習效果1理解楞次定律的內(nèi)容，深刻理解阻礙磁通量變化的內(nèi)涵；2能從阻礙相對運動的角度理解楞次定律；3能從能量守恒的角度理解楞次定律；4.能運用楞次定律判斷感應電流的方向。核心素養(yǎng)體現(xiàn)：1通過小組合作，完成實驗探究過程，培養(yǎng)團隊精神和實踐意識。2通過實驗探究過程，提高分析問題、解決問題，以及歸納概括的能力，提升實驗素養(yǎng)；3體驗實驗探究，激發(fā)學生學習自然科學的興趣，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和科學探究精神

《楞次定律》學情分析高二年級學生已經(jīng)具備了一定的抽象思維。并且學生1已經(jīng)掌握了磁通量的概念，并會分析磁通量的變化。2．已經(jīng)知道了條形磁鐵的磁感線的分布。3．學生已經(jīng)利用（條形磁鐵、電流計、線圈等）實驗器材研究感應電流產(chǎn)生的條件。學生思維活躍，好奇心強，求知欲望，并且已經(jīng)具有了實驗觀察能力，動手能力，但欠缺對問題深入的思考及理性的思維。此本節(jié)課主要采用從直觀現(xiàn)象入手，通過探究活動，讓學生經(jīng)歷探究過程，降低學生學習難度。通過小實驗，拉近了學生與物理的距離，激發(fā)學生好奇心，提高學生在學習中克服困難的能力楞次定律教材分析本節(jié)內(nèi)容是人教版選擇性必修第二冊第二章第一節(jié)的內(nèi)容，通過學習必須第三冊之后，學生已經(jīng)了解電磁感應現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應電流的條件，知道電磁感應現(xiàn)象的應用，在此基礎上本章繼續(xù)學習楞次定律來判斷感應電流的方向楞次定律是本章的重點和難點，楞次定律解決感應電流方向的問題，是法拉第電磁感應定律的一部分內(nèi)容，是電磁感應的重點，楞次定律涉及內(nèi)容較多，，磁場方向，磁通量的變化，線圈繞向，電流方向等，關(guān)系復雜，并且規(guī)律隱蔽，抽象性和概念性很強，因此學生理解楞次定律有較大難度，楞次定律成為本章的重點和難點1.楞次定律課時作業(yè)·鞏固提升基礎鞏固(限時20分鐘,滿分50分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分)1.楞次定律是下列哪個定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)(D)A.電阻定律 B.庫侖定律C.歐姆定律 D.能量守恒定律解析:楞次定律指感應電流的磁場阻礙引起感應電流的原磁場的磁通量的變化,這種阻礙作用做功將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘娏鞯碾娔?所以楞次定律的阻礙過程實質(zhì)上就是能量轉(zhuǎn)化的過程.2.如圖所示,在一水平、固定的閉合導體圓環(huán)上方.有一條形磁鐵(N極朝上,S極朝下)由靜止開始下落,磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸,關(guān)于圓環(huán)中感應電流的方向(從上向下看),下列說法正確的是(C)A.總是順時針B.總是逆時針C.先順時針后逆時針D.先逆時針后順時針解析:磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸,則導體環(huán)中,先是向上的磁通量增加,磁鐵過中間以后,向上的磁通量減少,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生的感應電流先順時針后逆時針,選項C正確.3.(多選)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,如圖所示,能正確表示感應電流I的方向、磁感應強度B的方向跟導體運動方向間關(guān)系的是(BC)解析:圖A中導體不切割磁感線,導體中無電流;由右手定則可以判斷B,C正確;D圖中感應電流方向應垂直于紙面向外.4.(2020·廣東深圳期末)如圖所示,甲是閉合銅線框,乙是有缺口的銅線框,丙是閉合的塑料線框,它們的正下方都放置一薄強磁鐵,現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中未翻轉(zhuǎn)),則以下說法正確的是(A)A.乙、丙同時落地,甲后落地B.甲、乙同時落地,丙后落地C.甲、丙同時落地,乙后落地D.三者同時落地解析:穿過甲線框的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應電流,銅線框在下落過程中受到向上的安培力作用,線框受到的合外力小于重力,線框向下運動的加速度小于重力加速度g;乙線框不閉合,沒有感應電流,不受安培力作用,線框做自由落體運動,加速度等于重力加速度g;丙是塑料線框,線框中不產(chǎn)生感應電流,線框做自由落體運動,加速度等于重力加速度g,因此乙、丙同時落地,甲后落地,故A正確,B,C,D錯誤.5.(多選)如圖所示,當磁場的磁感應強度B增強時,則金屬環(huán)有(BC)A.順時針的感應電流 B.逆時針的感應電流C.收縮的趨勢 D.擴張的趨勢解析:當磁場的磁感應強度B增強時,穿過閉合回路的磁通量垂直于紙面向里增加,根據(jù)楞次定律,感應電流的磁場方向向外,根據(jù)安培定則,感應電流為逆時針方向,故A錯誤,B正確;穿過閉合回路的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,環(huán)有收縮的趨勢,故C正確,D錯誤.6.(2020·江蘇鹽城期末)(多選)如圖所示裝置中,閉合銅環(huán)A靜止懸掛在通電螺線管的M端,螺線管的軸線垂直于環(huán)面并正對環(huán)心.要使銅環(huán)向螺線管靠近,下列各操作中可以實現(xiàn)的是(BC)A.開關(guān)S由斷開到接通的瞬間B.開關(guān)S由接通到斷開的瞬間C.將滑片P向C滑動的過程中D.將滑片P向D滑動的過程中解析:由楞次定律可知,只有螺線管中磁場減弱,即電路中電流減小時銅環(huán)才能向螺線管靠近,開關(guān)斷開瞬間和將滑片向C滑動過程可以減小線圈中的電流,從而使銅環(huán)A向右靠近,故B,C正確,A,D錯誤.7.(2020·天津河西區(qū)期末)如圖所示,平行導體滑軌MM′,NN′放置于同一水平面上,固定在豎直向下的勻強磁場中,導體棒AB,CD橫放在滑軌上且靜止,形成一個閉合電路.當AB向右滑動的瞬間,電路中感應電流的方向及CD受到的安培力方向分別為(B)A.電流方向沿ABCD,安培力方向向右B.電流方向沿ADCB,安培力方向向右C.電流方向沿ABCD,安培力方向向左D.電流方向沿ADCB,安培力方向向左解析:由右手定則可知,當AB向右運動時電流由B到A,故電流方向沿ADCB;則再由左手定則可得CD受力向右,故B正確,A,C,D錯誤.8.(多選)如圖是某電磁沖擊鉆及其原理圖,若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運動,則可能是(AC)A.開關(guān)S閉合瞬間B.開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C.開關(guān)S已經(jīng)是閉合的,滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D.開關(guān)S已經(jīng)是閉合的,滑動變阻器滑片P向右迅速滑動解析:當開關(guān)突然閉合時,左側(cè)線圈上有了電流,產(chǎn)生磁場,而對于右側(cè)線圈來說,穿過線圈的磁通量增加,產(chǎn)生感應電流,使鉆頭M向右運動,同理可知,開關(guān)由閉合到斷開瞬間,鉆頭M向左運動,故A項正確,B項錯誤;當開關(guān)S已經(jīng)閉合時,只有左側(cè)線圈電流增大才會導致鉆頭M向右運動,故C項正確,D項錯誤.二、非選擇題(共10分)9.如圖所示,是“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置.(1)將實物電路中所缺的導線補充完整.(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下,那么閉合開關(guān)后,將線圈L1迅速插入線圈L2中,靈敏電流計的指針將(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn).

(3)線圈L1插入線圈L2后,將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時,靈敏電流計的指針將(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn).

解析:(1)實物電路如圖所示.(2)已知閉合開關(guān)瞬間,線圈L2中的磁通量增加,產(chǎn)生的感應電流使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn).當開關(guān)閉合后,將線圈L1迅速插入線圈L2中時,線圈L2中的磁通量增加,由已知條件可知產(chǎn)生的感應電流也應使靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn).(3)滑動變阻器的滑片迅速向右移動,線圈L1中的電流變小,線圈L2中的磁場方向不變,磁通量減少,則靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn).答案:(1)圖見解析(2)向右(3)向左能力提升(限時20分鐘,滿分50分)一、選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分)1.如圖所示,AOC是光滑的金屬導軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬棒,與導軌接觸良好,它從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在OA上,直到完全落在OC上,空間存在著勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,則ab棒在上述過程中(C)A.感應電流方向是b→aB.感應電流方向是a→bC.感應電流方向先是b→a,后是a→bD.感應電流方向先是a→b,后是b→a解析:在金屬棒向下滑動的過程中,金屬棒與導軌所圍成的三角形面積先增大后減小,三角形aOb內(nèi)的磁通量先增大后減小,由楞次定律可判斷C選項正確.2.(2020·河南駐馬店期末)矩形導線框abcd與長直導線MN放在同一水平面內(nèi),ab邊與MN平行,導線MN中通入由M到N的恒定電流I.當導線MN靜止、導線框abcd向右運動的過程中,下列說法正確的是(D)A.導線框abcd中有逆時針方向的感應電流,cd邊受到向左的磁場力B.導線框abcd中有逆時針方向的感應電流,cd邊受到向右的磁場力C.導線框abcd中有順時針方向的感應電流,cd邊受到向左的磁場力D.導線框abcd中有順時針方向的感應電流,cd邊受到向右的磁場力解析:直導線中通有由M到N的電流,根據(jù)安培定則,線框所在位置的磁場方向垂直于紙面向里,當導線框abcd向右運動時,根據(jù)楞次定律可知,感應電流的方向為順時針方向,cd中的電流的方向向下,由左手定則可知,cd邊所受安培力方向水平向右,故D正確,A,B,C錯誤.3.如圖,螺線管的導線兩端與兩平行金屬板相接,一個帶負電的小球用絲線懸掛在兩金屬板間,并處于靜止狀態(tài),若條形磁鐵突然插入線圈,小球?qū)?B)A.向右擺動 B.向左擺動C.保持靜止 D.無法確定解析:當磁鐵插入時,導致線圈的磁通量發(fā)生變化,從而導致線圈中產(chǎn)生感應電流,則由楞次定律“來拒去留”可知,感應電流產(chǎn)生的磁場左邊為S極;根據(jù)安培定則可知,線圈內(nèi)部磁場方向水平向右,感應電流的方向是從右極板向下通過線圈再到左極板,由于線圈相當于電源,因此左極板電勢高,所以帶負電小球?qū)⑾蜃髷[動,選項B正確,A,C,D錯誤.4如圖所示,金屬環(huán)所在區(qū)域存在著勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里.當磁感應強度逐漸增大時,內(nèi)、外金屬環(huán)中感應電流的方向為(B)A.外環(huán)順時針、內(nèi)環(huán)逆時針B.外環(huán)逆時針,內(nèi)環(huán)順時針C.內(nèi)、外環(huán)均為逆時針D.內(nèi)、外環(huán)均為順時針解析:首先明確研究的回路由外環(huán)和內(nèi)環(huán)共同組成,回路中所在位置的磁場方向垂直紙面向里且磁通量增加.由楞次定律可知兩環(huán)之間的感應電流的磁場方向與原磁場方向相反,為垂直于紙面向外,再由安培定則判斷出感應電流的方向是在外環(huán)沿逆時針方向,在內(nèi)環(huán)沿順時針方向,故選項B正確.5.(2020·湖北荊門期末)(多選)如圖所示,圓環(huán)形導體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動變阻器的滑片P向下滑動,下列表述正確的是(CD)A.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應電流B.穿過線圈a的磁通量變小C.線圈a有收縮的趨勢D.線圈a對水平桌面的壓力F將增大解析:當滑片P向下移動時電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大,從而判斷出穿過線圈a的磁通量方向向下且增加,根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應電流方向俯視應為逆時針,故A,B錯誤;根據(jù)“增縮減擴”可判斷,線圈a有收縮的趨勢,故C正確;開始時線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力,當滑動觸頭向下滑動時,可以用“等效法”,即將線圈a和b看作兩個條形磁鐵,不難判斷此時兩磁鐵的N極相對,互相排斥,故線圈a對水平桌面的壓力將增大,故D正確.二、非選擇題(本題共2小題,共20分)6.(10分)如圖所示,在一根較長的鐵釘上,用漆包線繞兩個線圈A和B.將線圈B的兩端與直導線CD相連,使CD平放在靜止的小磁針的正上方,與小磁針平行.試判斷合上開關(guān)的瞬間,小磁針N極的偏轉(zhuǎn)情況.線圈A電流穩(wěn)定后,小磁針又怎樣偏轉(zhuǎn)?解析:干電池通電瞬間,根據(jù)楞次定律,線圈B中產(chǎn)生電流,電流的方向由C→D,根據(jù)安培定則,CD導線下方的磁場方向垂直紙面向里,則小磁針N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),S極向紙外偏轉(zhuǎn).線圈A電流穩(wěn)定后,B線圈中的感應電流消失,小磁針又回到原來位置.答案:在開關(guān)合上的瞬間,小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),當線圈A內(nèi)的電流穩(wěn)定后,小磁針又回到原來的位置.7.(10分)磁感應強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi),有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd,沿垂直于磁感線方向,以速度v勻速通過磁場,如圖所示,從ab進入磁場時開始計時.(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖像;(2)判斷線框中有無感應電流.若有,請判斷出感應電流的方向;若無,請說明理由.解析:線框穿過磁場的過程可分為三個階段:進入磁場階段(只有ab邊切割磁感線)、在磁場中運動階段(ab,cd兩邊都切割磁感線)、離開磁場階段(只有cd邊切割磁感線).(1