1.3研究感应电流的方向教案(粤教版)

1.3研究感应电流的方向教材分析：“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。

一、教学目标1.知识目标（1）理解楞次定律，会应用楞次定律判定感应电流的方向。

（2）从能量守恒的角度理解电磁感应现象和楞次定律，进一步认识能的转化和守恒定律的普遍意义。

2．德育目标实验是物理学研究的基础，理论源于实践。

3．能力目标通过观察实验现象，探索物理规律，培养学生观察、思考、归纳、总结的逻辑思维能力。

二、重点、难点分析使学生清楚地知道，引起感应电流的磁通量的变化和感应电流所激发的磁场之间的关系是这一节课的重点，也是难点。

三、教学方法通过指导学生进行实验探究，观察实验现象，总结实验规律。

四、教具演示电流计，线圈(外面有明显的绕线标志)，导线两根，条形磁铁，马蹄形磁铁，线圈，学生分组实验仪器（螺线管，条形磁铁，电流计）。

五、主要教学环节1．复习：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况时感应电流的方向如何判断？——右手定则2．提问：当把条形磁铁插入螺线管，从螺线管中拔出时，同样有感应电流产生，此时方向如何判断？3．实验探究：（1）指导学生分组实验（2）制表记录实验现象（3）找寻规律4．教师利用课件再现学生分组实验中出现的现象，进行研究探讨，发现规律。

六、教学过程（一）复习提问师：产生感应电流的条件是什么？生：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。

师：（1）闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况。

a．磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动。

b．导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向。

生：感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系，感应电流的方向可以用右手定则加以判定。

师：电流表的指针有时向左偏，有时向右偏，这种偏转跟感应电流的方向有关吗？生：通过实验对比发现：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针就向哪边偏转。

师：（2）出示螺线管、大型演示电流计和条形磁铁。

请同学们注意观察（见图1），当我把条形磁铁插入螺线管，放在螺线管中不动和从螺线管中拔出时，在这三个过程中电流表的指针是否发生偏转，并解释偏转或不偏转的原因。

（二）引入新课在刚才的实验中，我们看到电流表的指针有时向左偏，有时向右偏。

这表明在不同的情况下，感应电流的方向是不同的。

那么，上述情况感应电流的方向能用右手定则判断吗？我们能否找出判断感应电流方向的新的办法呢？（三）实验探究：感应电流的方向 (板书课题)我们再比较细致重做一下刚才做过的实验，通过观察实验现象来寻求感应电流遵循规律。

[实验准备]（1）交待线圈的绕线方向；（2）确定电流表的指针偏转方向和电流方向的关系；[分组实验]（3）把条形磁铁按下列四种情况进行实验操作：把条形磁铁的N极向下插入线圈中，并从线圈中拔出；把条形磁铁的S极向下插入线圈中，并从线圈中拔出。

（要求学生自制表格记录现象）向却不相同, 为什么？（提出疑问，启发学生思考）学生发现：N极插入或S极插入时，螺线管所处的磁场方向不一样（刚好相反）。

教师指导：在表格中增加磁场的方向一栏；根据前面的学习知道，感应电流的产生是因为闭合电路磁通量的变化，不妨再增加磁通量的变化一栏；注意感应电流也能产生磁场，它的方向跟磁铁产生的磁场方向一样吗？学生再做一次实验。

（学生改进后的表格）线圈中产生了感应电流。

感应电流又要产生磁场。

这时线圈中同时存在两个磁场：磁铁的磁场和感应电流的磁场。

同学们能否找出它们之间的关系和规律？(学生讨论，教师巡视、启发引导，总结规律。

)学生结论：当磁通量φ增大时，B1与B2反向。

当磁通量φ减小时，B1与B2同向。

师：两个磁场有时反向有时同向，它们之间有什么内在的联系呢？当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。

这时感应电流的磁场对正在增大的磁通量起什么作用呢？生：起抵消作用。

师：这时感应电流的磁场把正在增大的磁通量抵消了一部分，也就是阻碍磁通量的增大。

(在投影的结论第一行后面增加：“→阻碍磁通量φ增大”)反之，当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。

这时感应电流的磁场对正在减小的磁通量又起什么呢？生：起补充作用。

师：确实如此。

这时感应电流的磁场对正在减小的磁通量加以补偿，也就是阻碍磁通量的减小。

(在投影的结论第二行后面增加：“→阻碍磁通量φ减小。

”)综上所述，这两个磁场的关系是：磁铁磁场的变化产生感应电流，而感应电流的磁场又阻碍引起感应电流的磁通量变化。

(把投影中的“→阻碍磁通量φ增大”和“→阻碍磁通量φ减小”换成“阻碍磁通量φ变化”。

)请一位同学把我们从实验中找出的规律完整地叙述一遍。

生：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

师：这条关于感应电流的规律最早是由德国物理学家楞次在150多年前发现的。

所以叫做楞次定律。

（板书）1．楞决定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

通过课件演示提醒学生注意两个磁场的方向关系及感应电流磁场的阻碍效应。

定感应电流的方向。

例：如上图，当导体棒运动时，分别根据楞次定律和右手定则判断产生的感应电流方向？次定律的认识和肯定，从而总结出用楞次定律判断感应电流方向的方法步骤）（板书）2．判定感应电流方向的步骤：（l）确定原磁场方向和穿过闭合电路的磁通量的增减情况。

（2）确定感应电流的磁场方向（增则反，减则同）。

（3）用安培定则确定感应电流的方向。

例2：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。

（学生讨论。

）生：可以判断出感应电流的方向是：a→b→d→C。

练习1：如图4所示，让闭合线圈abcd由位置I通过一个匀强磁场运动到位置Ⅱ，线圈在运动过程中，什么时候有感应电流产生？感应电流的方向如何？请1、2组同学用楞次定律判断；3、4组同学用右手定则判断。

生：在两段时间内有感应电流产生：（1）从bd边进入磁场到线圈全部进入磁场的过程中有感应电流产生。

用楞次定律判定，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，感应电流的方向是从c→d→b→a→c。

用右手定则判定，感应电流的方向也是c→d→b→a→c；（2）从bd边出磁场到线圈全部离开磁场的过程中也有感应电流产生。

由楞次定律判定感应电流的方向是从d→c→a→b→d；用右手定则判定的感应电流的方向也是一样的。

师：用右手定则判定感应电流的方向跟用楞次定律得出的结果是完全一致的。

可以把右手定则看做是楞次定律的特殊情况。

要判定导体作切割磁感线运动时所产生的感应电流的方向，用右手定则往往比用楞次定律简便。

这两种方法都要掌握好。

教师提问：线圈在进入磁场或从磁场出来的过程产生了电流，那么电路中的电能从哪里来？学生思考回答：外力做功，外部的机械能转化为感应电流的电能。

可见：在一切电磁感应现象中都同时存在能量的转化。

3．电磁感应现象中能量的转化：（1）电磁感应现象是其他形式的能转化为电能的现象。

师：楞次定律表明感应电流总是在阻碍着它自己的产生。

因此为了得到感应电流就必须克服这种阻碍作用做功，使其他形式的能转化为电能。

所以楞次定律跟能的转化和守恒定律是相符的。

（2）楞次定律符合能的转化和守恒定律。

（4）课堂小结：1．楞次定律是电磁感应现象中的重要规律。

要理解和掌握好楞次定律必须理解“阻碍”二字的意义。

感应电流产生的效果总是在阻碍着它自己的产生。

楞次定律是能的转化和守恒定律在电磁感应现象中的体现。

2．掌握好判定感应电流方向的方法。

（5）实例探究 ☆楞次定律的应用【例1】 如图所示，试判定当开关S 闭合和断开瞬间，线圈ABCD 的电流方向。

（忽略导线GH 的磁场作用）解析：当S 闭合时（1）研究回路是ABCD ，穿过回路的磁场是电流I 所产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）回路ABCD 的磁通量由无到有，是增大的；（3）由楞次定律可知感应电流磁场方向应和B 原相反，即背离读者向内（“增反减同”）。

由安培定则判定感应电流方向是B →A →D →C →B 。

当S 断开时（1）研究回路仍是ABCD ，穿过回路的原磁场仍是I 产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）断开瞬间，回路ABCD 磁通量由有到无，是减小的；（3）由楞次定律知感应电流磁场方向应是和B 原相同即指向读者； （4）由安培定则判定感应电流方向是A →B →C →D →A 。

点评：用楞次定律解题时，沿一定的程序进行推理判断比较规范，尤其是初学者一定要熟练掌握【例2】 如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？解析：磁铁右端的磁感线分布如图所示，当磁铁向环运动时，环中磁通量变大，由楞次定律可判断出感应电流磁场方向，再由安培定则判断出感应电流方向如图16-3-5所示.把铜环等效为多段直线电流元，取上、下两对称的小段研究，由左手定则可知其受安培力如图，由此推想整个铜环受合力向右,故铜环将向右摆动.点评：由于磁铁的靠近引起环中感应电流的产生，电流（通电导体）在磁场中受到力作用. 另解一：磁铁向右运动，使铜环产生感应电流如图所示.此环形电流可等效为图中所示的小磁针。

显然，由于两磁体间的推斥作用铜环将向右运动。

另解二：由于磁铁向右运动而使铜环中产生感应电流，根据楞次定律的另一种表述可知铜环将向右躲避以阻碍这种相对运动. 【例4】⑴ 判断部分AB 在图示（16-4-6）匀强磁场中运动产生感应电流的方向。

图16-4-6v⑵ 部分导体AB 在匀强磁场中垂直切割磁感线时感应电流的方向（如图16-4-7所示），判定AB 的运动方向。

⑶ 水平桌面上有矩形线圈，其正上方一条形磁铁自由下落（如图16-4-8），试判断：①线圈中感应电流方向。

②磁铁的加速度变化。

③磁铁的机械能变化。

⑷ 通电螺线管电路（如图16-4-9），当发现中央套置的线圈出现图示感应电流时，判断滑动变阻器的滑键的移动方向。