“楞次定律及其应用”探究式教学设计——贯彻新课标理念、落实三维目标典型课教案（2课时），本文主要内容关键词为：楞次定律论文,课时论文,新课标论文,及其应用论文,典型论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教学目标
1.知识与技能
(1)理解楞次定律的内容；
(2)理解楞次定律与能量转化和守恒定律相符合；
(3)会用楞次定律解答简单的有关问题；
(4)揭示电磁感应的“来拒去留”特性。
2.过程与方法
(1)经历楞次定律由来的实验探究过程，让学生感受科学探究的艰辛和成功的喜悦；
(2)掌握发现、总结物理规律的方法之一（实验归纳法），训练物理思维方法（分析、比较、抽象、概括等）。
3.情感态度与价值观
(1)激发探究创新欲望，树立发现自然规律，创造美好世界的情感；
(2)将电磁感应现象“来拒去留”特性人性化，使学生感受自然界的人文情怀，体验人和自然的和谐统一性，树立保护自然、保护地球，美化环境，提高人类生命质量的意识。
（教学说明：新课标总目标是提高全体学生的科学素养。三维度教学目标是：知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观。教学理念突出体现“探究性、主体性、发展性、和谐性”。）
二、重点难点
重点 楞次定律的内容、探究过程与科学研究方法和思维方法；
难点 楞次定律的实验探究过程以及楞次定律的“阻碍”特性和实质性理解（楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映）。
三、实验器材
螺线管、条形磁铁、G表、导线若干（学生每两人一组）
四、教学过程
1.设计情景，提出问题
回顾电磁感应中的三个实验，提问设疑：
(1)产生电磁感应的条件是什么？（旧问题）
(2)下面两图中感应电流的方向怎么判定？（新问题）
（教学说明：从熟悉的现象中提出问题，遇到不能解决的新问题，激起学生探究新规律的欲望，促使学生像科学家那样去“主动发现”。）
图1
图2
对于图1，学生很容易用右手定则判定感应电流的方向，而对于图2则不会。这时指出，右手定则具有局限性，那么，有没有判定感应电流方向普遍适用的规律呢？
投影课题 探寻判断感应电流的方向的新规律——楞次定律
2.启发猜想，寻找目标
要判定感应电流的方向，应找什么关系呢？
先让学生思考、猜想，学生感到困惑，教师引导学生从感应电流的产生条件出发，进行分析。
如图2所示，螺线管与灵敏电流表组成的闭合电路，当条形磁铁上下移动或左右移动时，穿过螺线管内的磁通量发生变化，就会产生感应电流。磁通量变化与感应电流是因果关系；磁场中的相互作用是通过磁场发生的，从而猜想用磁感应强度B来表达，于是，找到两个磁场：感应电流的磁场
和引起感应电流的原磁场
。
投影 因果关系图
图3
磁通量变化产生感应电流，感应电流激发感应磁场，那么，感应磁场与原磁场有什么关系呢？
（教学说明：教师适当点拨，尽可能让学生作发散性思考。然后引导学生进行科学合理的分析、推理、比较，找出适合表达的相关物理量。这是科学研究的前奏过程。）
3.实验探究，发现规律
(1)引导分析，选择装置
只要闭合回路有磁通量变化，电路中就产生感应电流。引起回路磁通量变化的方式有很多，根据Φ=BScosθ，可以是磁场变化，或有效面积变化，或两者都变，或B、S都不变θ变化。不管那一种方式都应遵循同样的规律，因此可以选择一种进行实验探索。我们选择“条形磁铁与螺线管的相对运动引起电磁感应”这一装置（如图2所示）。
(2)认识用途，明确方向
①实验中要记录哪些物理量以及它们的方向与变化情况？
由前面的分析得：有
感等。
②
用什么显示？其方向怎么判断？
用G表显示，先要确定电流与G表指针偏转的关系：电流正接线柱流入时，指针向左偏，电流负接线柱流入时，指针向右偏。
③明确器材用途
条形磁铁：在螺线管内产生磁场；
螺线管与G表：△Φ≠0，则
；由G表指针偏转方向判定感应电流的方向；
螺线管的绕向：由的方向，根据右手螺旋定则可推知的方向；
（教学说明：这是一个实验探究过程，可以让学生自主设计实验方案，展开讨论，完善设计，深化思维；教师要作适当引导。对个别有困难的学生进行个别指导，尽可能让每位学生自己设计，让他们得到一种科学探究的体验，感受探究的艰难，同时也尝到成功的喜悦。体现“主体性、探究性、发展性”。）
(3)实验探索，列表比较
学生每两人一组进行实验，并记录现象。
(4)分析归纳，发现规律
从分组实验中抽样，将记录结果向全班展示，并引导学生进行分析：如图4所示，当磁铁的N极或S极插入螺线管时，螺线管中的原磁通量增加，
反向；当磁铁的N极或S极离开螺线管时，螺线管中的原磁通量减小，同向。感应电流的磁场仿佛总在与原磁通量的变化（增减）唱“反调”，即从螺线管的原磁通量的变化来看，反映出果对因的阻碍作用。到此，可把“阻碍增大”或“阻碍减小”填入上表“结论”栏中，并把图3“？”改为“阻碍”。
图4
（教学说明：3、4两步是实验探究实质性过程，尽量要求学生自己通过实验探索、记录结果，分析、比较、归纳、概括，得出规律，让学生的思维模式向科学家的思维模式顺应，使他们受到科学方法教育，并使他们在心理、态度。情感等非智力因素方面得到潜移默化的锻炼，从探究中获得经验，掌握方法，提高能力。展示课件，动态模拟，形象直观，加深对实验结论的理解和记忆。）
总结规律 在其他电磁感应现象中也有相同的规律。凡是由磁通量增加引起的感应电流，感应电流激发的磁场就阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量减少引起的感应电流，感应电流激发的磁场就阻碍原来磁通量的减少。归纳、概括起来就是：
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。这就是物理学家楞次在1834年所得到的结论，称为楞次定律。
要引导学生理解好楞次定律的4个层次：第一是谁阻碍谁？感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化；第二是怎么阻碍？当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同；第三是为什么阻碍？楞次定律受能量守恒定律的制约，能量不可能无中生有；第四是怎么应用？
4.总结方法，指出特性
阅读课本，抓住关键词“阻碍”“变化”，理清因果关系；同时结合以上探究性实验过程，进一步理解相关物理量及其关系，并通过简单实例的分析总结出应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤：
(1)确研究对象（哪一个闭合回路）；
(2)的方向以及穿过闭合回路的磁通量的变化情况（△Φ增加还是减小）；
(3)根据楞次定律的“阻碍”特性判断出的方向；
(4)根据安培定则判断出的方向。
例1 如图5所示，导体杆ab向右运动时，试判断电路中产生的感应电流方向。
用两种方法判断：
方法一：运用楞次定律（通过解题总结出判定步骤：四步法）
方法二：运用右手定则
图5
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（导体杆中的感应电流方向为b→a）。右手定则可看作是楞次定律的特殊情况。对于闭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比用楞次定律简便，但楞次定律具有普适性。
例2 天花板下方有一个正方形磁场区域，矩形金属线框用轻绳悬挂于O点，试判断当金属框从左边进入磁场和从右边离开磁场时，金属框中的感应电流的方向和金属框所受安培力的方向。
学生容易判断出感应电流方向和安培力的方向，如图6所示。可见，金属框不管是进入磁场，还是离开磁场，它所受安培力均阻碍金属框的运动。若分析者站在磁场内，当金属框从左边要进入磁场时，磁场的安培力拒绝金属框进来（形象地称作“来拒”），当金属框从右边要离磁场而去的时候，安培力拉住金属框，企图不让金属框离去（形象地称作“去留”）。
图6
（教学说明：通过简单的实例分析，归纳出判断感应电流方向的步骤，并使学生认识到分析思路步骤、方法都是由物理规律本身决定的，是物理规律内涵的具体体现。知识、方法的完美结合、和谐统一，使学生的知识结构科学有序，再通过应用（变通和迁移）逐步形成分析解决问题的能力。）
接着，提出问题思考：
(1)电磁感应的这种“来拒去留”特性，符合能量守恒定律吗？
安培力是阻力，金属框进入和离开磁场时，均要克服安培力做功，实现机械能向电能转化，符合能量转化和守恒定律。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。
（教学说明：任何物理现象，任何物理过程均与能量守恒定律相符，使学生牢固树立能量守恒的思想。）
(2)电磁感应的这种“来拒去留”特性，与人的心理状态是否相似呢？
班上来了一位插班生，你心里会想：为什么插到我们班来呢？不来不是很好吗？表现出“来拒”的心理状态。要是他（或她）已读了一年半载，转学去别校学习的时候，你一定又会表现出“去留”的心理状态。这就是人的“来拒去留”心理特性，与自然规律具有的特性相似。分析到此，我向学生指出：社会变化会引起人们心理状态的变化，但是，因为自然规律具有客观性、不变性，所以，人们与自然规律相似的心理状态永远不会变，人和自然是和谐统一的！（学生鼓掌）
（教学说明：认识人和自然和谐统一性，使学生产生对自然的亲近感，增强主动探索发现自然规律，按规律办事，保护环境，保护地球的意识。）
5.课堂总结，提升能力
(1)过程方法总结
(2)知识技能总结
（知识结构化，促使学生认识有序化，有助于学生记忆、理解、应用、迁移。）
(3)情感价值总结
人和自然规律和谐统一，人们探究、发现规律，是为了利用规律改造自然，创造与人和谐统一的美好世界。
（体现物理课堂的人文性、教育性价值，培养学生热爱大自然，创造美好世界的情感。）
（教学说明：把一节课完整的发现过程模式和知识方法结构总结一下，画龙点睛，起到点金术的作用，有利于学生形成知识组块，提高整体直觉思维能力、自学能力和迁移能力。教知识不是目的，“教是为了不教”，通过物理知识教学，遵循探究发现物理规律的基本过程和方法，重视物理方法教育、学习方法指导和物理深层次理性思维的培养，使学生逐步掌握符合物理学科本质的探究性学习方法，形成科学的学习观，发展学生智力，提高学生的科学素养、终身学习能力和类科研能力，树立正确的人生观、价值观和科学发展观，为人类创造美好生活的精神意境和物质环境，才是物理教学的真正目的和最高境界！）
6.布置作业，课后提高
(1)阅读：人教版普通高中新课标教科书物理必修3-2第四章第3节楞次定律；
(2)必做题：P13、14(1)(4)(5)(7)；
(3)选做题：从物理学史看楞次定律的发现过程。
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