论文部分内容阅读
【摘 要】楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，它与法拉第电磁感应定律同样是本章的一个教学重点，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向以及会用安培定则进行正确的判定，才能得到正确的感应电流的方向。同时，学生还必须能正确运用安培定则、左手定则解决问题，所以，这部分内容也是电学部分的一个难点。
【关键词】楞次定律；电磁感应规律；课堂教学设计；安培定则
一、教材分析
本节课教学内容是人教版教材，高中物理选修3-2第四章第三节楞次定律。楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向以及会用安培定则进行正确的判定，才能得到正确的感应电流的方向。同时，学生还必须能正确运用安培定则、左手定则解决问题，所以，这部分内容也是电学部分的一个难点。
二、教学重难点
教学重点：理解感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系。
教学难点：根据教学目标，进行实验设计与操作。
三、学情分析
学生已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。学生已经利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件。
四、设计思路
本节作为一堂物理规律课的教学，重点在于指导学生思考问题的方法和利用实验研究物理规律的手段，为此，本课采用学生分组随堂实验探究的操作模式，学生在老师的启发和帮助下通过自己实验操作来发现、解决问题，获取新知识。
为了突破难点本课利用“引导探究”式教学法，课堂教学设计如下：创设一个问题情景→学生讨论、猜想→设计实验→探索实验→分析实验现象→得出楞次定律→课堂讲练→课堂练习。
在教学过程中，抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，突出学生的课堂教学的主体地位。
五、教学过程
（一）新课引入（提出问题）
1.提问：如何判断闭合电路中是否能产生感应电流？
2.再问：那如何判断电磁感应中感应电流的方向呢？
教师提出本课的教学目标：“探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场之间的关系。”
（二）新课教学
1.猜想：感应电流是由线圈中磁场变化引起的，因此，感应电流的方向与原磁场的变化情况有关。
2.实验方案的设计与制定。为了检验各自猜想的正确性，分小组利用手中的实验器材（线圈、条形磁铁、灵敏电流计、导线）设计实验方案。
3.实验操作。要求学生根据实验方案进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。
教师巡查，提醒学生实验操作的规范性，及时帮助学生解决实验中遇到的问题。
4.寻找规律，得出结论。提出问题：闭合电路中感应电流也要激发磁场，那么感应电流所激发磁场的方向与引起感应电流的原磁场之间有什么关系呢？
引导1：感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反？
回答小结：不一定。有时相同，有时相反。
引导2：在什么情况下，B感与B原同向？在什么情况下，B感与B原反向？
回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时；B感与B原相同。（进一步探讨关系）
引导3：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？（提炼关系）
回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反，它不想让穿过线圈的磁通量增大；当Φ原减小时；B感与B原相同，它不想让穿过线圈的磁通量减小，即B感对磁通量的变化起阻碍作用。
得出初步结论：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
5.应用练习，指导实践。
（1）通电直导线旁有一个矩形线圈，当线圈远离直导线时，判断感应电流的方向。
（2）方形区域内为匀强磁场，在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中，判断感应电流的方向。
6.总结深化，加深理解。
（1）从导体和磁体的相对运动的角度上看：电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动。
（2）楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。
从能量转换的角度来分析：螺线管中用楞次定理得出的感应电流形成的磁场，在螺线管上端为N极，这个N极将排斥外来的条形磁铁的运动，条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小，即动能要减少；要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功。可见，电磁感应现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来，因此，楞次定理与能量转换与守恒规律相符合。
六、反思
1.教学中应该注意通过物理史实回放引入本课，让学生了解法拉第和楞次在电磁感应规律建立过程中的贡献，体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神。
2.在猜想与假设阶段的问题由教师提出，明确猜想和探究的方向。鼓励大胆的猜测，并以小组为单位展开讨论。此环节应该充分发挥教师的引导作用，“变教为导”让学生在实验中发现问题，然后思考问题，并解决问题。
3.实验方案的设计与制定是探究过程的关键，难度也最大，因此，可以通过教师的适当引导，小组的合作讨论加以操作，尽可能使实验简单易做，现象明显，使学生体会到探究的方法。在此過程中充分肯定每一种方案，提高学生学习物理的兴趣，从而培养学生的自信心。
4.在寻找规律，得出结论时，直接让学生从实验现象中规律比较困难，为此教师可以通过引导，让学生有思考的方向，减轻学生学习的难度，有利于学生找出它们的联系点，易使学生发现各现象间的联系。
5.要让学生明白：通过猜想、实验操作得到现象，对现象进行归纳总结，再对结论进行实验验证是探究物理规律的基本思想。
【关键词】楞次定律；电磁感应规律；课堂教学设计；安培定则
一、教材分析
本节课教学内容是人教版教材，高中物理选修3-2第四章第三节楞次定律。楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多，只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向以及会用安培定则进行正确的判定，才能得到正确的感应电流的方向。同时，学生还必须能正确运用安培定则、左手定则解决问题，所以，这部分内容也是电学部分的一个难点。
二、教学重难点
教学重点：理解感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系。
教学难点：根据教学目标，进行实验设计与操作。
三、学情分析
学生已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。学生已经利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件。
四、设计思路
本节作为一堂物理规律课的教学，重点在于指导学生思考问题的方法和利用实验研究物理规律的手段，为此，本课采用学生分组随堂实验探究的操作模式，学生在老师的启发和帮助下通过自己实验操作来发现、解决问题，获取新知识。
为了突破难点本课利用“引导探究”式教学法，课堂教学设计如下：创设一个问题情景→学生讨论、猜想→设计实验→探索实验→分析实验现象→得出楞次定律→课堂讲练→课堂练习。
在教学过程中，抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，突出学生的课堂教学的主体地位。
五、教学过程
（一）新课引入（提出问题）
1.提问：如何判断闭合电路中是否能产生感应电流？
2.再问：那如何判断电磁感应中感应电流的方向呢？
教师提出本课的教学目标：“探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场之间的关系。”
（二）新课教学
1.猜想：感应电流是由线圈中磁场变化引起的，因此，感应电流的方向与原磁场的变化情况有关。
2.实验方案的设计与制定。为了检验各自猜想的正确性，分小组利用手中的实验器材（线圈、条形磁铁、灵敏电流计、导线）设计实验方案。
3.实验操作。要求学生根据实验方案进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格。
教师巡查，提醒学生实验操作的规范性，及时帮助学生解决实验中遇到的问题。
4.寻找规律，得出结论。提出问题：闭合电路中感应电流也要激发磁场，那么感应电流所激发磁场的方向与引起感应电流的原磁场之间有什么关系呢？
引导1：感应电流产生磁场的方向是否始终与原磁场的方向相同或相反？
回答小结：不一定。有时相同，有时相反。
引导2：在什么情况下，B感与B原同向？在什么情况下，B感与B原反向？
回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反；当Φ原减小时；B感与B原相同。（进一步探讨关系）
引导3：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？（提炼关系）
回答小结：当Φ原增大时，B感与B原相反，它不想让穿过线圈的磁通量增大；当Φ原减小时；B感与B原相同，它不想让穿过线圈的磁通量减小，即B感对磁通量的变化起阻碍作用。
得出初步结论：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
5.应用练习，指导实践。
（1）通电直导线旁有一个矩形线圈，当线圈远离直导线时，判断感应电流的方向。
（2）方形区域内为匀强磁场，在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中，判断感应电流的方向。
6.总结深化，加深理解。
（1）从导体和磁体的相对运动的角度上看：电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动。
（2）楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现。
从能量转换的角度来分析：螺线管中用楞次定理得出的感应电流形成的磁场，在螺线管上端为N极，这个N极将排斥外来的条形磁铁的运动，条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小，即动能要减少；要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功。可见，电磁感应现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来，因此，楞次定理与能量转换与守恒规律相符合。
六、反思
1.教学中应该注意通过物理史实回放引入本课，让学生了解法拉第和楞次在电磁感应规律建立过程中的贡献，体会人类探索自然规律的科学态度与科学精神。
2.在猜想与假设阶段的问题由教师提出，明确猜想和探究的方向。鼓励大胆的猜测，并以小组为单位展开讨论。此环节应该充分发挥教师的引导作用，“变教为导”让学生在实验中发现问题，然后思考问题，并解决问题。
3.实验方案的设计与制定是探究过程的关键，难度也最大，因此，可以通过教师的适当引导，小组的合作讨论加以操作，尽可能使实验简单易做，现象明显，使学生体会到探究的方法。在此過程中充分肯定每一种方案，提高学生学习物理的兴趣，从而培养学生的自信心。
4.在寻找规律，得出结论时，直接让学生从实验现象中规律比较困难，为此教师可以通过引导，让学生有思考的方向，减轻学生学习的难度，有利于学生找出它们的联系点，易使学生发现各现象间的联系。
5.要让学生明白：通过猜想、实验操作得到现象，对现象进行归纳总结，再对结论进行实验验证是探究物理规律的基本思想。