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視頻標簽：感應電流的方向
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：滬科版高中物理選修3-2第二章2.2探究感應電流的方向-海南省優課
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《探究感應電流的方向》教學設計
第2課時
一、教材分析
楞次定律是本章教學的重點和難點。涉及的因素多，如磁場方向、磁通量的變化、線圈繞向、電流方向、安培力等，關系復雜；規律隱蔽性強，如有很強的抽象性和概括性；同時本節又是交變電流、電磁振蕩和電磁波學習的基礎。教材從磁通量變化產生感應電流、相對運動、能量守恒等角度闡述了楞次定律，很好地體現了電和磁的關系。 二、學情分析
第1課時中，學生由分組實驗進行探究得到楞次定律，對原磁場、磁通量變化、感應磁場的分析有了一定的基礎。但對阻礙的形式和阻礙的本質均未能體驗。通過前面的學習，學生能夠判斷感應電流的方向、安培力的方向，已掌握了學習本節課所需要的知識儲備。 三、設計理念
以條形磁鐵和閉合螺線管這個物理模型貫穿整節課，主要探究閉合回路“怎樣阻礙”磁通量的變化，“為什么阻礙”磁通量的變化。
建構物理模型，讓學生運用楞次定律的內容判斷感應電流的方向，并總結出判斷的方法——“增反減同”，體驗感應電流的磁場通過“與原磁場方向相同或者相反”來阻礙磁通量的變化。
再由實驗探究和理論探究相結合的方法，從動力學的角度，體驗感應電流通過“來拒去留”和“增縮減擴”來阻礙磁通量的變化，知道阻礙是感應電流受到的安培力的體現。重視科學探究過程，培養學生物理學科核心素養。
最后通過條形磁鐵自由穿過閉合螺線管這個情景的創設，從能量的角度說明，阻礙的根本原因是能量守恒在電磁感應中的具體表現。
設計的最后是學以致用，突出物理規律在技術、生活領域的應用。 教學流程圖如下：
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四、三維目標 1、 知識與技能
（1） 能運用楞次定律判斷感應電流的方向
（2） 從磁通量變化、相對運動、能量守恒三個方面理解、掌握楞次定律 2、 過程與方法
（1）引導學生建構物理模型，判斷感應電流的方向、磁鐵和回路的相互作業，進而對抽象規律進行概括，培養學生對問題的分析、推理和概括能力
（2）應用實驗和理論相結合的方法，從動力學和能量守恒的角度理解楞次定律，提高學生的實驗觀察和總結的能力，提高知識形成的能力 3、情感態度與價值觀
（1）通過實驗和理論相結合的方式，體會知識形成過程的科學性和嚴謹性
（2）從多角度理解楞次定律，培養學生對立統一、相互滲透的思想，培養學生的學科核心素養 （3）電磁驅動和電磁阻尼的演示，體現物理服務于生活的理念，激發學生的創造性 能量守恒
轉動也是阻礙的形式
實驗探究
理論探究 來拒去留 增縮減擴
用楞次定律判斷感應電流的方向
從動力學的角度探究阻礙的原因
學以致用
知識回顧 建構模型
多媒體展示
從能量的角度分析阻礙的原因
增反減同
DIS實驗裝置
創設情境
演示實驗
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五、教學重點、難點：
楞次定律的理解 六、教學方法
問題教學法、講授法、討論法、實驗探究法、理論探究法、比較總結法 七、教學準備
多媒體課件 強條形磁鐵 閉合螺線管 DIS實驗設備 鐵架臺 電磁驅動演示器 八 、教學過程： 步驟 教師活動 學生活動 設計目的
新課引入
復習引入：
楞次定律的內容如何表述？ 提問：
該內容的關鍵詞是什么？ 關鍵詞是？ 阻礙
誰在阻礙？ 感應電流的磁場 阻礙什么？ 磁通量的變化
怎樣阻礙？這是本節課重點探討的問題。
回憶楞次定律的內容并理解
引出問題，明確本節課的主題
新
一、楞次定律判斷感應電流的方向
試判斷下列四種情況中，感應電流的方向，體會感應電流的磁場怎樣阻礙磁通量的變化，并完成表格1
圖1
表格1 磁鐵運動
N極向下插入
N極向下拔出 S極向下插入 S極向下拔出 磁通量變化
運用楞次定律判斷感應電流的方向
借助上節課楞次定律的探究裝置，從理論上運用楞次定律，體現課程的連貫性和一致性
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課教學
原磁場方向
感應磁場方向
感應電流方向（俯視）
楞次定律的表現之一
若已知磁通量的變化情況及原磁場的方向，根據楞次定律可以確定感應磁場的方向，再由右手螺旋定則判斷出感應電流的方向。
穿過閉合回路的磁通量增大時，感應電流的磁場與引起感應電流的原磁場反向，試圖“抵消”磁通量的增大；穿過閉合回路的磁通量
減小時，感應電流的磁場與引起感應電流的原磁場同向，試圖“補償”磁通量的減小。將其概括為“增反減同”。
二、從動力學的角度理解楞次定律
感應電流在條形磁鐵的磁場中會受到安培力，該力會對螺線管有什么影響？ 1、實驗探究
如圖2所示，磁鐵和改裝過的閉合螺線管之間沒有吸引力或者排
斥力。力傳感器放置在塑膠平板的正下方，其示數可由屏幕顯示出來。將螺線管放置在塑膠平板上，將力傳感器調零。當螺線管受到向下的作用力時力傳感器示數為負值，螺線管受到向上的作用力時，力傳感器的示數為正值。將磁鐵插入閉合螺線管，磁鐵和螺線管間沒有接觸和摩擦。將磁鐵拔出或插入螺線管，觀察力傳感器的示數變化，完成表格2。
完成表格1的相關內
容，總結利用楞次定律
判斷感應電流方向的一般步驟。并根據判斷的結果總結出楞次定律的表現形式之
一：增反減同
提高學生實驗觀察的能力和歸納總結的能力
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圖2
表格2
磁體運動 N極插入
N極拔出
S極插入
S極拔出
力傳感器示數的正負
螺線管受到作用力的方向
磁鐵和螺線管之間的相互作用
實驗結論
實驗結論：螺線管抗拒磁鐵的靠近，挽留磁鐵的離去
2、理論分析
如圖3所示，以條形磁鐵N極向下插入閉合螺線管為例，分析螺線管刨面圖中P、Q位置受到的安培力。此時位置P的感應電流垂直平面向外，磁場方向是過P點的磁感線的切向方向，由左手定則可知，位置P受到的安培力垂直于磁場方向斜向右下方。同樣的分析可知，位置Q受到安培力的方向是垂直于磁場方向斜向左下方。依此類推，螺線管受到斜向管內側的安培力，該安培力產生了兩種作用效果：使螺線管抗拒磁鐵的靠近和使線圈有向里收縮的趨勢。
改變磁極的方向或者改變磁鐵運動的方向，螺線管中的位置P、Q受到的安培力又是怎樣的？
觀察力傳感器的示數變化，完成表格2的相關內容
加強體驗性實驗的教學，培養學生的實驗創新能力 將抽象的知識具體化，突破教學難點 一個實驗
力傳感器
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圖3
表格3 磁鐵運動情況 N極向下插入 N極向下拔出 S極向下插入 S極向下拔出 磁鐵和線圈相互作用
線圈的運動趨勢
阻礙的表現形式 小結：
磁鐵靠近使穿過閉合螺線管的磁通量增大，從而產生感應電流。
根據楞次定律，感應電流的磁場要阻礙磁通量增大，因此一方面通過遠離磁鐵的靠近來減少磁通量的增大，另一方面通過縮減有效面積來減少磁通量的增大。相反的，當磁鐵離開螺線管時，它通過“挽留”和“擴大有效面積”的方式來減少磁通量的減少。這是阻礙的表現形式--來拒去留、增縮減擴
三、從能量守恒的角度理解楞次定律
不論“增反減同”、“來拒去留”，還是“增縮減擴”，都是感
應電流的磁場阻礙磁通量變化的表現形式。最終，磁通量還是變化了，感應電路還是產生了。因此，我們說感應電流“阻礙”磁通量的變化，而不能“阻止”磁通量的變化。
應用磁場的相關知識和左手定則，從理論的角度分析“阻礙”，完成表格
結論形成后，常需要從理論上審視它，它不應該跟已有的理論相矛盾。否則，或者是理論存在問題，或者是做這個實驗時出現了差錯。這是一種形式的評估 理論探究和實驗探究相結合，體現知識形成的科學性和嚴謹性
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為什么總是阻礙磁通量的變化呢？ 創設情境
在一水平、固定的閉合螺線管上方，有一條形磁鐵由靜止開始下落，磁鐵從圓環中穿過且不與圓環接觸。
圖4
提問：
磁鐵靠近閉合螺線管，螺線管中產生感應電流，其電能如何變化？磁鐵的機械能如何變化？螺線管對磁鐵做正功還是負功？螺線管對磁鐵的作用力方向是怎樣的？
磁鐵遠離閉合螺線管，螺線管中產生感應電流，其能量如何變化？磁鐵的機械能如何變化？螺線管對磁鐵做正功還是負功？螺線管對磁鐵的作用力方向是怎樣的？
小結：楞次定律中“阻礙”的本質是能量守恒在電磁感應中的體現。
思考、討論，得出結論
從本質理解楞次定律，體現知識的歸一思想
學以致用
演示實驗：電磁驅動演示器
轉動U形磁鐵，可自由轉動的鋁框會跟著磁鐵一起轉動。這是回路阻礙磁通量變化的哪種表現形式？
應用舉例：摩托車的磁性測速表（電磁驅動）
移開U形磁鐵，讓鋁框自由轉動，再將磁鐵靠近，可見鋁框很快就停止轉動。你能否從能量的角度解釋現象？
應用舉例：靈敏電流計的短路保護（電磁阻尼）
觀察現象，解釋現象
突出物理知識及概念在技術、社會領域的應用
課堂小結
我們這節課學習了哪些知識？
學生自己總結、整理
讓學生整體把握本節課知識要點
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板書設計
第2節 探究感應電流的方向
一、楞次定律的內容
感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化 二、對楞次定律的理解
感應磁場阻礙磁通量的變化
怎樣阻礙？ 增反減同--判斷感應電流的方向
來拒去留--判斷磁鐵和回路的相對運動（趨勢） 增縮減擴--判斷閉合回路的形變（趨勢） 三、楞次定律“阻礙”的本質 能量守恒在電磁感應現象中的體現 四、楞次定律的應用舉例
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