《楞次定律》教学设计

金忠江

（本课选自人教版义务教育实验教科书《物理》选修3，第四章《电磁感应》第三节。）

一、课堂教学设计理念和教学思路

让学生更好地体验科学探索的方法和过程，发展学生的自主学习能力，提高分析问题、解决问题的能力。使全身心地投入到学习中的学生，养成高效率的学习习惯和良好的思维品质。让学生在学习的过程中体验到学习的乐趣和成功。本节课在教学上采用如下教学流程：

演示实验、提出问题——分类演示、做好记录——寻找“中介”、找出关系——实验验证、总结规律——规律应用、深化理解。

二、教学目标

1.知识与技能：

（1）理解楞次定律的内容，能灵活运用楞次定律判断感应电流方向，解决实际问题；

（2）熟练掌握右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种特殊表现形式。

2.过程与方法：

体验楞次定律实验探究过程，提高分析、归纳、概括及表达能力。

3.情感、态度、价值观：

（1）重温科学家艰辛的研究过程，学习他们对科学严肃认真，不怕困难的态度；

（2）学生通过观察分析，体验发现过程中的乐趣和美的享受。

三、教学重、难点

重点：学生对楞次定律的理解。

难点：（1）引导学生通过实验探究、总结规律；

（2）对楞次定律的灵活应用。

四、教学步骤

1. 新课引入。

通过演示条行磁铁插入、抽出带有灵敏电流计的线圈的螺线管中，电流计的指针偏转方向不同，引出问题——感应电流的方向如何判断。

2. 实验探究。

师：通过刚才的演示实验，同学们能够判断出电流方向与插入磁铁和抽出磁铁两个相反的状态有关，请同学们猜想电流方向还有可能和什么因素有关。

生：可能还与磁场方向有关。

师：结合学生们的分析，我们通过下面的演示实验来探究感应电流和哪些因素有关，实验过程中同学们注意观察，做好下面的表格记录：

（通过学生的回答完成上面表格的填写。）

3.实验分析。

师：请同学们观察表格记录情况，分析各个项目的联系，从而找出规律。

生：通过观察发现，感应电流方向与磁场方向没有什么关系。

师：同学们说得非常好，通过表格记录，我们的确没有找到电流方向与磁场方向的直接关系，请同学们再深入思考一下，能不能找一个“中介”，这个“中介”既与感应电流方向有关又与引起感应电流的磁场的某个因素有关，这样我们就间接地找到了联系。

生：老师，你看能不能用这两项来描述感应电流的关系，我发现磁通量的变化与感应电流有关系，比如表格第一列通过线圈的磁通量增加，产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，表格第二列通过线圈的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反，第三列和第四列感应电流的磁场方向与原磁场的方向也有类似的规律。

师：你分析得非常好，你找到了感应电流的磁场与原磁场通过线圈的磁通量的关系，我们要找的“中介”正是感应电流的磁场。我们再来深入地分析一下。

师：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。

生：不一定。有时相同，有时相反。

师：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。

生：当Φ增大时，B感与B原相反；当Φ减小时；B感与B原相同。

师：你认为感应电流产生的磁场对磁通量的变化起什么作用？

生：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。

师：同学们分析得非常好，我们找到了感应电流的磁场与引起感应电流的磁场的关系，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。即B感对磁通量的变化起阻碍作用。知道了感应电流的磁场，再通过我们之前学习的右手螺旋定则，感应电流的方向也就判断出来了。

4. 总结规律，加深理解。

通过师生的互动，分析总结出感应电流的判断方法。

（1）楞次定律的内容：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。

对定律关键词阻碍的分析：

（a） 谁在阻碍（感应电流的磁场在阻碍）？（b） 阻碍什么（引起感应电流的磁通量的变化）？（c）如何阻碍（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）？

通过以上3个问题的设计，使学生对楞次定律有了一个更深刻的认识，对定律中涉及到的原磁场、感应磁场、磁通量的变化等物理量间的关系更加清楚了，对分析问题起到引领的作用。

（2）楞次定律的应用：

例1：如图，在磁场中放入一线圈，若磁场B变大或变小，问：

①线圈里有没有感应电流？

②感应电流方向如何？

分析：由于B是变化的，所以穿过线圈的磁通量是变化的，根据感应电流产生的条件，线圈中有感应电流。感应电流的方向用我们刚学习的楞次定律来判断。B如果变大，通过线圈的磁通量增大，感应电流的磁场阻碍磁通量的增大，所以感应电流产生的磁场是点场，即垂直纸面向里；B如果变小，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场阻碍磁通量的减小，所以感应电流产生的磁场是叉场，即垂直纸面向外。（师生总结：通过这道例题我们可以总结为——增反减同。）

例2：如图所示，金属棒ab以速度v沿着金属导轨向右匀速运动，通过电阻中的电流方向如何？

师：请同学们自己动手判断一下通过电阻的电流方向。

生：通过楞次定律可知金属棒ab中的电流方向是由b到a，那么通过电阻的电流方向就是由d到c。

师：同学们判断得非常好，那么也能感觉到运用楞次定律解决问题是比较麻烦的，同学们思考一下能否有一种方法像左手定则或右手螺旋定则那样，把几个要素集中在一个手上，这样判断起来就方便多了。

生：老师，借鉴左手定则或右手螺旋定则都是让磁感线垂直穿过手心，我让磁感线垂直穿过右手的手心，拇指的指向代表运动方向，四指的指向代表电流方向，这样的结果和运用楞次定律的判断是一致的，这样可以吗？

师：同学们总结得非常好，你们总结的方法叫做右手定则，它是楞次定律的一个特例。

师：请同学们分析一下在什么情况下用哪种方法更好些。

生：任何情况都可以用楞次定律判断感应电流的方向，但像例2这种切割型的用右手定则判断更方便些，而像例1这种磁场强弱变化的右手定则就判断不了。

师：同学们分析得非常好，这就叫做——楞次定律全都管，导体切割右手看。

5.课堂小结。

（1）楞次定律是在事实的基础上总结出的规律，是客观事实；

（2）楞次定律的深刻意义在于它是能量的转化与守恒定律在电磁感应现象中的体现，这种转化关系是通过“阻碍”作用具体体现出来的。