高中物理实验探究案例

付出是成功的基石

——《楞次定律》探究案例

【案例背景】

教材指明了教学的方向，让学生通过自己的亲身体验经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。其目的在于让学生通过自己的亲身体验来了解知识的形成和发展过程,丰富他们的学习经历,提高他们学习物理的积极性和主动性,激发学生学习物理的兴趣,同时在探究中发现问题、解决问题，提高学生的科学素养。

【教材所处的地位】

法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中的重要定律，一个判定感应电动势的大小，一个判定感应电流的方向，二者前后关联，映衬了电磁感应现象规律的多样性和复杂性。楞次定律是电磁学的一个重要规律，对学生而言是以后分析和解决电磁学问题的理论基础，在高考试题中常以综合题的形式表现出来，要求学生能够灵活的运用。本节内容的课程标准：通过探究，理解楞次定律。在本节课的教学中要充分发挥学生的主体作用，使全体学生积极参与到教学中来，努力做好探究实验，并且仔细观察实验现象，从中总结出存在的物理规律。

【学情分析】

本节课是规律的探究课。面对新现象，新问题，且没有唯一固定的答案，学生有浓厚的探究欲望，为其思维的发散提供了较大的空间。本节内容，数学运算，物理理论要求不高，适当地又降低了学习难度，运用了学生自主实验探索的教学方法，边实验边教学，引导学生观察、分析、归纳实验现象，得出结论。

【教学目标】

1、知识与技能：

1）通过实验探究得出感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，并会叙述楞次定律的内容；

2）理解楞次定律内容中“阻碍”二字的含义；

2、过程与方法：

1）动手实验，体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题；

2）关注实验现象，总结出规律，培养学生抽象思维能力和创新思维能力。

3）通过思考与讨论，能对楞次定律进行初步应用。

3、情感态度与价值观：

学生直接参与物理规律的创造过程，激发学生对科学实验的探究热情，培养学生热爱科学、尊重知识的良好品德。

【重点难点】

重点：楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。

难点：感应电流的磁场与原来磁场之间的关系，定律内容表述中“阻碍”二字的理解

【教学方法】

1、教学方法：运用科学探究模式实施教学

2、教学手段：演示实验、学生分组实验、多媒体辅助

【设计思想】

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。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。【教学过程】

一、实验引入，激发探究

教师演示环跳实验让同学思考讨论下面问题：

金属环为什么会跳起来？抓住学生回答问题中的感应电流问题，提出：感应电流的方向与什么因素有关，有什么关系？

鼓励学生大胆想象，与学生一一分析每一种猜想，确定最有可能的一个猜想：感应电流的方向与磁通量的变化有关。

磁通量的变化与原磁场的方向以及运动有关，那么感应电流的

方向与它有什么联系呢？

“感应电流的方向与原磁场的方向两个不同的物理量，难以比较，我们该如何与它们建立联系呢？”

可以通过感应电流磁场的方向和原磁场的方向比较

二、学习新课，开始探究

1、教师启发，完成电流方向的指示设计

我们要解决的问题是感应电流的方向问题，我们要做的什么呢？

没有电流时，指针在表盘的中央，当电流从不同的接线柱流入时，指针的偏转方向不一样，我们可以根据指针的偏转方向判定电流的输入方向。

该设计怎样的电路来查明电流方向与电表接线柱的关系？

同学之间交流，共同完成设计

按照设计的方案，连接电路，辩明指示的方向并做简要的交代。

2、教师主导，完成实验方案设计和数据收集

根据实验要求利用（灵敏电流计，标明导线绕向的线圈，条形磁铁，导线等）实验器材设计出实验电路图，说明实验操作过程，并设计出实验现象记录表格。（3到4分钟后，教师开始巡视。学生可能通过磁铁的运动改变线圈磁场；也可能用电磁铁代替磁铁，通过电磁铁的运动、滑动变阻器的滑动或电键的通断控制磁场变化等。教师根据巡查的情况，挑1个具有典型代表性的方案让学生上台介绍说明，并利用实物投影仪显示。最后根据老师和同学们的建议，

修订完善一个简单易做的实验方案。）方案如下：

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。

3、师生共同分析，从个性中找出共性，总结规律

问：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。（推翻原有的猜想，为建立新认知结构做铺垫）

问：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）

问：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？

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若用一句简捷的话来概括的话，可以这样讲：感应磁场总是阻碍原磁通量的变化。

早在1833年，楞次总结了大量的电磁感应实验结果，提出了该定律，它的原文是这样的：“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，这就是楞次定律”

问：大家觉得判断感应电流的方向时，起关键作用的词是什么词？----“阻碍”

①谁起阻碍作用？----感应电流的磁场

②阻碍了什么？------阻碍原磁通量

③阻碍的结果如何？----取到“延缓”的效果

三、课堂小结

今天我们用实验探究了感应磁场和原磁场方向的关系，总结出了感应磁场总是阻碍原磁通量的变化。并进一步用实验来理解楞次定律中“阻碍”这两个字。当穿过闭合回路的磁通量增加，感应电流

的磁场与原磁场相反；当穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向。即“增反减同”。

【案例反思】

1、本节课的重点与难点是让学生在实验基础上，综合结果得出楞次定律。进一步让学生理解电磁感应的本质。实际教学中发现还有一个难点，就是螺线管的绕向。这个问题不弄清楚，学生的探究实验就比较混乱，实验得出的结果会与定律相反，不利于定律的得出。

2、探究式教学改变了学校教学始终围着考试转的局面,真正把教学的重心放在培养学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力上,让学生养成爱观察、爱实验的习惯。

3、付出是成功的基石，虽然经历了太多失败，但通过让学生自己动手操作、动眼观察、动脑思考，让他们自己获取知识，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。

4、最为突出的问题还是时间不够，学生用了较长时间才完成实验，之所以费时是因为感应电流的磁场方向不好判断，这与实验器材有很大的关系，那个螺线管的两个接线柱都在顶座上，这样就会较难判断。