《楞次定律——感应电流的方向》教学设计

王菡　李长齐

（ 1.内容简析

《楞次定律——感应电流的方向》位于人教版选修模块3-2第四章第三节。它是在第二节探究感应电流产生条件的基础上，进一步探究感应电流方向的问题。楞次定律是电磁学的重要规律，也是分析和解决电磁学问题的理论基础，因此它是本章的重点，也是物理学的重点。学生在此之前已经比较全面的掌握了电场、磁场，并对电磁感应现象有了初步的认识，应该说学习楞次定律是顺理成章的事情。但本节知识涉及的因素比较多，规律也比较隐蔽，学生对楞次定律的探究和理解，都存在一定的难度。因此本节课以问题为主线，通过动手实验、观察分析，辅助以多媒体进行教学。

2.教学目标

（1）通过探究实验，归纳总结出楞次定律的内容。

（2）理解楞次定律中阻碍的含义。

（3）通过分析实验结果，提高总结概括的能力。

（4）亲身体验运用实验、比较及科学假说等研究问题的方法，感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度和坚持真理、勇于探索的科学精神。

3.教学重难点

重点：通过探究、分析，得出判断感应电流的方向的规律—楞次定律。

难点：设计实验和对实验现象的分析、推理和概括，以及对感应电流磁场这个“中介” 的引入。

4.器材准备

铝盘、灵敏电流计、强磁体、磁铁、线圈、塑料小车。

5.教学流程

环节一：旧知链接多媒体展示问题

（1）环形电流的磁场可以用安培定则表示：让右手弯曲的四指与__________的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是________________。通电螺线管是由许多匝环形电流串联而成的，通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定.通电螺线管内部磁感线方向是·

（2）如图，已知通电螺线管的磁场方向，电流方向如何？

（3）感应电流的产生条件是

磁通量的变化包括_____________。

设计意图：复习旧知，为学习新知识热身。

环节二：魔术表演，引入新课

首先表演魔术——神奇的魔法棒和会跳舞的铝盘，引入问题。这是普通的铝盘，注意观察。

问题1：铝盘为什么会随着魔法棒的起舞？

验证学生猜想教师揭开魔法棒的神秘面纱，并用银币验证是不是磁铁。

问题2：磁铁是铁磁性物质，不吸引铝，为什么在魔术中铝盘会随着磁铁的快速运动而随之运动呢，受到魔力一样？

验证学生猜想，连接铝盘和灵敏电流计，在快速移动强磁铁时，学生会观察到灵敏电流计的指针左右偏转。

从实验现象可以得出，不仅产生了感应电流，感应电流的大小和方向都发生了变化。

问题3：感应电流的方向遵从什么样的规律？

实验： 把线圈、两个并联反向发光二极管连接，当磁铁快速插入和拔出时，二极管交替发光。

问题4：两个二极管交替发光说明感应电流的方向怎样了？

问题5：什么原因导致感应电流方向改变了？

实验结论：感应电流方向与磁通量的变化有关。

颠倒磁极重复实验，认真观察两个二极管发光的顺序。

实验结论：感应电流的方向与原磁场的方向也有关系。

问题6：感应电流周围存在磁场吗？这个磁场的方向该怎么怎么判断呢？

请同学们接着观察我们的实验，在磁铁快速向上提起时，铝盘随之向上跳起，如果我们已知磁铁的N极和S极，能否根据初中学过的同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥来判断感应电流磁场的方向呢？

在我们知道了感应电流的磁场时，能不能确定感应电流的方向呢？如果可以，根据的哪个定则？

改装实验：把线圈和塑料小车捆绑在一起，插入和拔出磁铁时，小车会移动，通过小车移动方向和磁铁的原磁场方向可以判断感应电流的磁场方向，从而判断处感应电流的方向。

设计意图：通过魔术表演激发学习兴趣，通过分析现象引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。继而再通过环环相扣的问题，将本节课的重点从探究感应电流与原磁场的方向转化为探究感应电流的磁场方向与原磁场方向的问题。

环节三：新课教学、分组实验、探索定律

实验目的：探究感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系

实验器材：磁铁、线圈、塑料小车

实验原理：

实验步骤：

实验表格：

设计意图：通过自己设计实验，自己制定实验步骤，自己绘制实验表格，再以小组合作动手做实验，探究多个线索之间的关系。通过车载线圈的运动情况，可以直观判断出车载线圈的受力情况，通过同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，判断出感应电流产生的磁场方向，降低探究实验的难度，从而较好的突破重难点。

环节四：总结规律，深化理解

多媒体展示问题

（1）从相对运动看，当磁铁靠近线圈时，线圈——磁铁，从而—— 磁铁的靠近，当磁铁远离线圈时，线圈——磁铁，从而——磁铁的远离。简言之： ————。

（2）从磁通量的变化来看，当磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向——，从而——磁通量增加；反之，当磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向——，又——磁通量减少。表现形式是——，本质是感应电流的磁场总要——磁通量的变化。

（3）请同学们观察在表格中添加线圈的绕制方向、感应电流的方向一栏，并根据线圈的绕制方向和安培定则把实验中感应电流的方向判断出来。

设计意图：通过分析实验现象，使学生总结出隐藏在现象后面的规律。

（4）把线圈和两个并联反向的发光二极管连接起来，检验判断是否准确。

设计意图：通过对实验检验，验证学生结论是否正确，加深学生对自己总结规律的认识

环节五：拓展延伸，理解定律

师（1）谁在阻碍？阻碍什么？怎么阻碍？能否用“相反”或者是“阻止”来替换阻碍？

师（2）观察演示实验，用所学知识解释实验现象 并解释魔术本质

学生结论：从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍磁通量的__变化__；从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍_____相对运动__。

“阻碍”的过程就是能量转化的过程，楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的具体表现。

设计意图：通过形象化的总结使学生加深对楞次定律理解

环节六：课堂练习，当堂达标

例题：在图4.3—10中CDEF是金属框，当导体AB向右移动时。

请用楞次定律判断ABCD和ABEF两个电路中感应电流的方向。

思考：能否用这两个电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的方向？

设计意图：巩固知识，强化训练

环节七：自主完善，意义构建

（1）总结知识。引导学生回顾楞次定律的内容，抓住“阻碍”，深化对楞次定律的理解。并体会该规律的隐蔽性、抽象性和概括性。

（2）总结方法。引导学生回顾探究过程，回味猜想、实验、分析、比较、归纳、概括、总结规律的科学研究方法。相对于楞次定律本身，该科学研究方法更重要。

设计意图：培养学生自我总结、自我完善、总结梳理的自学能力，巩固学习的内容和方法。

教学反思：

成功之处：

1）通过魔术表演吸引学生兴趣，调动学生学习的积极主动性。

2）通过发光二极管的交替发光，引入本节课题。

3）通过直观实验，实现本节问题的转化，降低研究问题的难度。

4）通过学生分组实验，解决本节重点问题，培养学生动手操作能力。

5）通过习题练习巩固本节所学知识，同时引出下节知识。

不足之处：本节知识较难掌握，学生对定律的总结存在难度，课堂展示和以往相比有点少。