“楞次定律演示實驗”教學設計

羅小利 賈玉成 陳琦 張忠岐

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）13-0043-02

一、教學內容

《普通高中課程標準實驗教科書<物理>（人教版選修3-2）》第四章第3節中的楞次定律演示實驗。

二、教學目標

1.知識與技能

（1）會正確處理電流流向與靈敏電流表指針偏轉方向之間的關系。

（2）了解楞次對物理學的貢獻。

2.過程與方法

（1）通過實驗的觀察和探究，使學生體味物理學的思維方式和認知方法。

（2）通過實驗教學，培養學生的觀察能力、動手能力、分析推理能力、歸納總結能力，進而誘發創新意識。

3.情感、態度與價值觀

（1）通過對楞次定律實驗現象的分析，培養學生尊重自然規律、尊重客觀事實、實事求是等辯證唯物主義的思想方法和科學態度。

（2）培養學生仔細認真、刻苦踏實、勇于探索的精神。

三、教學重難點

（1）重點：①實驗演示電流流向與靈敏電流表指針偏轉方向之間的關系。②由實驗現象得到楞次定律的分析、推理過程。

（2）難點：①通過實驗總結原磁場和感應磁場的關系。②對楞次定律中“阻礙”而不是“阻止”的理解。

四、教學方法

探究法、實驗法、講授法等。

五、實驗原理

當條形磁鐵N極插入（或拔出）螺線管時，通過螺線管的磁通量發生了變化，螺線管中將產生感應電流，根據電流表指針偏轉方向可以判斷感應電流的方向，再由安培定則判斷感應電流的磁場方向，并記錄實驗結果；將條形磁鐵S極插入（或拔出）螺線管，再次實驗并記錄實驗結果。通過對實驗結果的分析、比較，就可總結出楞次定律。

六、實驗器材

螺線管、條形磁鐵、演示用電流計、電池、電鍵、滑動變阻器、導線若干

七、教學過程

（課題引入）

教師：同學們好！上節課我們學習了感應電流產生的條件，請同學們回憶，要產生感應電流應具備什么條件？

學生：穿過閉合電路的磁通量發生變化。

教師：不錯！穿過閉合電路的磁通量發生變化時會產生感應電流，那感應電流的方向遵循什么樣的規律？下面我們演示實驗來探究答案。

（實驗演示）

演示實驗一：確定電流方向跟電流表指針偏轉方向的關系。

教師：分別按圖1、圖2所示的電路圖連接器材。

學生：在電鍵S瞬間接觸時，觀察電流表指針偏轉方向并得出結論。

結論：電流表的指針向電流流進的接線柱一方偏轉，即“左進左偏、右進右偏”。

演示實驗二：探究感應電流的方向所遵循的規律。

教師：如按圖3連接器材，并按圖4甲、乙、丙、丁圖（同課本P10圖4.3-2）所示的方法分別實驗。（需要指出的是，盡管螺旋管上有線圈繞向的指示，但由于兩個接線柱都在螺旋管的上端，學生怎么也弄不清楚線圈是怎樣繞的。為了突破這個難點，我們畫出了線圈內部繞向示意圖，如圖4所示，這樣一來，難點便迎刃而解。）

學生：仔細觀察現象并將觀察到的結果填入表內。

教師：由實驗記錄我們可以看出感應電流的磁場與穿過回路的原磁場間有什么樣的關系？

學生：用兩分鐘時間分組討論、總結并報告結果。

結論：：感應電流的磁場與原磁場方向相反；

：感應電流的磁場與原磁場方向相同。

教師：很好！請同學們繼續思考：當線圈內磁通量增大時，感應電流的磁場是有助于磁通量的增加還是阻礙了磁通量的增加？當線圈內磁通量減小時，感應電流的磁場是有助與磁通量的減小還是阻礙了磁通量的減小？

學生：當線圈內磁通量增大時，感應電流的磁場阻礙了磁通量的增加；當線圈內磁通量減小時，感應電流的磁場是阻礙了磁通量的減小。

教師：可見，感應電流的磁場總是要“阻礙”引起感應電流的磁通量的變化。我們能否將“感應電流的磁場總是要‘阻礙引起感應電流的磁通量的變化”中的“阻礙”換成“阻止”？

學生：……

教師：不能將“阻礙”換成“阻止”。原因是：在圖4甲、丙所示的實驗中，當磁鐵插入線圈過程中，因通過線圈中的磁通量增大而產生感應電流，（由圖可知）感應電流的磁場（等同條形磁鐵）總是與磁鐵同名磁極相對，其作用是不讓磁鐵的插入（不讓磁通量增大），但磁鐵還是插入了線圈（磁通量還是增大了）。即磁通量增大時感應電流的磁場只能“阻礙”而不是“阻止”磁通量的增大；由圖4乙、丁所示的實驗同理可以得到，磁通量減小時感應電流的磁場只能“阻礙”而不是“阻止”磁通量的減小。（提問）同學們能不能將演示實驗得到的結論凝練成一句話？

學生：用兩分鐘時間分組討論、總結并報告結果。

結論：感應電流的磁場總要“阻礙”引起感應電流的磁通量的變化。

教師：物理學家楞次早在1834年概括了各種實驗結果，就得到了這個結論，這就是楞次定律。

（教師板書定律內容）

楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

八、教學反思

本教學設計是《楞次定律》演示實驗教學設計，此教學設計的最大特點是：通過以問題為導向，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流和合作的能力，實驗現象和結論的得出自然、合力、準確，基本達到了“教學目標”要求，教學效果比較好。反思教學設計過程，如果能將老師演示學生觀察記錄改為學生探究老師指導，效果會更好。