-2 第二章楞次定律和自感现象 第1节感应电流方向

开课人：胡丽君 永定一中

指导老师：张金林 永定一中

一、教学目标

(一)知识与技能

1．知道楞次定律。

2.理解楞次定律并能用楞次定律判断感应电流的方向。

3．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的

   普遍意义。

4.知道右手定则并能用右手定则判断导线切割磁感线产生的感应电流的方向。

（二）过程与方法

1.通过对感应电流方向的研究，体会完整探究的过程及思想方法，这一思想方法在学生

  的发展中具有重要的意义。

2.通过实验探究过程，体会分析、比较、归纳、总结的的科学研究方法。

3.通过从楞次定律到右手定则，理解从普通到特殊的物理思想和演绎的思维方法。

（三)情感、态度与价值观

    1.通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真、不怕艰苦的学习态度。

2.从楞次定律的因果关系，培养学生的逻辑思维能力。

3.从楞次定律的不同表达形式，培养学生多角度认识问题的能力和高度概括的能力。

二、教学重点

1. 理解和掌握楞次定律，并会用楞次定律解答有关问题。

三、教学难点

1．理解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。

2. 理解：磁通量的变化、磁通量的多少、原磁通量，原磁通量的变化、阻碍与阻止。

四、教学用具

多媒体课件、演示电流计，干电池，滑动变阻器，电键，线圈（外面有明显的绕线标志），导线若干，条形磁铁两条。

五、教学方法

     提问法、讨论法、实验法、读书指导法、练习法

六、教学过程

1、问题引入：感应电流方向的探讨——永动机？：

师：在匀强磁场B中，有一接有电流计的U形金属导轨，间距为d，电阻为R。导体AB（电阻忽略不计）与导轨接触且有向右的初速度V。问：是否会产生感应电流？（板画）

生：会。闭合回路中有磁通量的变化，会产生感应电流。

师： 感应电流方向如何？

生：……

师：有同学说是顺时针电流。那我们看下，假如是顺时针电流。通电导体AB在磁场中所受安培力向哪里？有什么效果？

生：安培力向右，使导体向右加速。

师：一加速，感应电动势E=BdV变大，电流变强，安培力BId,又更大。导体还是加速，甚至加速度更大。你说导体会如何？

生：一直运动，而且越来越快。

师：对，如果真是这样，岂不就是一个永动机？不需外界提供能量，它会动能越来越大，热能越来越大。这太令人激动了。这节课，我们就做实验，弄清楚感应电流方向如何，看这个永动机是否可以做成。

2、分组实验，得出楞次定律：

（1）实验前：

师：感应电流的大小与磁通量的变化快慢有关。那感应电流的方向是否也与磁通量如何变化有关呢？

为了从电流表指针偏转情况知道感应电流方向，我们利用电池，先做实验一：

电流从“+”接线柱流入向       偏。

电流从“-”接线柱流入向       偏。

接着探究感应电流的方向是否也与磁通量如何变化有关，设计实验二：

（2）分组实验中，每组做一种情形

（3）汇总各组代表的实验数据

（4）归纳总结：

 师：实验一：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针就向哪边偏转。 

 实验二：电流表的偏转情况因绕法不同，没有比较的意义。感应电流在线圈中的方向反映磁场方向。所以最终还是比较原磁场和感应电流产生的磁场的方向。这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？

生1：在比较“插入N级”和“插入S级”的实验结果后得出结论1：当线圈内原磁通量增加时，感应电流的磁场B＇的方向与原磁场B0的方向相反→感应电流的磁场阻碍原磁通量的增加。即阻碍原磁通量的变化。

生2：在比较“拔出N级”和“拔出S级”的实验结果后得出结论2：当线圈内原磁通量减少时，感应电流的磁场B＇的方向与原磁场B0的方向相同→感应电流的磁场阻碍原磁通量的减少。即阻碍原磁通量的变化。

师：综合这两个结论，我们得出：感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

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。

3、对楞次定律的文字解读及如何用楞次定律判断感应电流方向：

师：楞次定律阐明了“感应电流的磁场”和“引起感应电流的磁场”这两个磁场的相互作用。

谁起阻碍作用？感应电流的磁场。

阻碍什么？阻碍原磁通量的变化。

阻碍是不是阻止？阻碍并不能阻止。

怎样阻碍？增反减同。不是说感应电流磁场的方向和原磁场相反，而是与原磁场的变化有关。

例题1、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。（板画）

生：可以判断出感应电流的方向是：a→b→d→C。

师：我们能不能从解答上例的实践中，总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体方法、步骤？

生：首先明确研究对象，判断穿过闭合电路的磁场方向和磁通量是增大还是减小，然后用楞次定律确定感应电流的磁场方向，最后根据感应电流的磁场方向用安培定则来判定感应电流的方向。

师：楞次定律还有别的表述方式。

如这种情形下产生的感应电流的磁场是N级向上，排斥，效果是阻碍外磁铁的靠近。

如这种情形下产生的感应电流的磁场是S级向上，吸引，效果是阻碍外磁铁的离去。

如这种情形下产生的感应电流是逆时针，受到的安培力是向左，阻碍导体棒向右运动。

所以，另一种效果上的表达：阻碍导体间的相对运动（来拒去留）。

[演示实验]  (出示楞次定律演示仪，见图5)这个装置有两个很轻的铝环，其中一个是闭合的，另一个是断开的。用横梁支起，可以在支座上自由转动。请大家猜想下，如果用条形磁铁的任一极分别接近两个圆环，会发生什么现象？怎样解释观察到的现象？

生：磁铁的N极接近闭合圆环A时，圆环要远离磁铁；而磁铁的N极接近断开的圆环B时，圆环静止不动。大概是因为磁铁接近闭合圆环时产生感应电流的缘故。

请学生上台演示。

师：当磁铁的N极接近闭合圆环A时，穿过圆环的磁通量增大，感应电流的磁场和磁铁的磁场方向相反。这就好像两个条形磁铁的同名磁极相对，互相排斥，所以圆环A要离开磁铁。由于产生感应电流的圆环和磁铁之间产生互相排斥的力，磁铁接近圆环就要克服排斥力做功。

在此过程中，外部的机械能转化为感应电流的电能，电能转化为热能和动能。在一切电磁感应现象中都同时存在能量的转化。

到这里，我们也可以看出课堂开头，永动机的幻想破灭了。楞次定律符合能的转化和守恒定律。电磁感应现象本质是其他形式的能转化为电能的现象。这个导体棒会越走越慢，直到静止。将它所有动能转化为热能。

4、右手定则

师：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，还可以用科学家总结出来的右手定则。学生念。

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。右手定则往往比用楞次定律简便。可以把右手定则看做是楞次定律的特殊情况。这两种方法都要掌握好。

例题2、如图所示，让闭合线圈由位置1通过一个匀强磁场运动到位置2。线圈在运动过程中，什么时候没有感应电流？那部分相当电源？什么时候有感应电流？用多种方法判断感应电流的方向，及线圈将受到的安培力方向。

5、课堂小结：

6、作业：3、4、5、6

七、板书设计

3-2 第二章楞次定律和自感现象 第1节感应电流方向

判断感应电流的方向：楞次定律                    +          右手定则（导体棒切割磁感线时）

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。

解读：1、增反减同

2、来据去留

本质：其他形式的能转化为电能的现象。