高中物理《楞次定律》 教案22
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111 楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì) 湖南湘鄉(xiāng)東山學(xué)校 潘志威 一、教學(xué)目標(biāo) (1)知識與技能 理解楞次定律的含義,并能應(yīng)用它判斷感應(yīng)電流的方向. (2)過程與方法 讓學(xué)生親歷探究楞次定律的過程,掌握猜想、實(shí)驗(yàn)、分析、比較、歸納、概括、總結(jié)規(guī)律的科學(xué)研究方法;在分析多變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,尋找感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向、磁通量的變化三者之間的關(guān)系,從中訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力。 (3)情感態(tài)度與價(jià)值觀 讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上分析概括出楞次定律,從而啟示學(xué)生不但要重視實(shí)驗(yàn),更要重視對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和本質(zhì)屬性之間因果關(guān)系的分析。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) (1)重點(diǎn):理解楞次定律的物理意義并能應(yīng)用它判斷感應(yīng)電流的方向. (2)難點(diǎn):分析多變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,概括出楞次定律. 三、教學(xué)媒體 計(jì)算機(jī)、投影儀、探究楞次定律的實(shí)驗(yàn)裝置 四、教學(xué)過程 (一)創(chuàng)設(shè)情境,提出探究課題 【事件1】復(fù)習(xí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,同時(shí)利用多媒體模擬產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)實(shí)驗(yàn),電路如圖1和圖2所示,進(jìn)而提出問題:它們的感應(yīng)電流的方向如何判斷呢? 【事件2】學(xué)生利用右手定則很容易判斷圖1中電流的方向,但是對圖2中電流方向的判定學(xué)生感到困惑。 【事件3】教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識右手定則的局限性,同時(shí)提出探究課題:探究具有普遍意義的判斷感應(yīng)電流方向的方法。 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】通過演示實(shí)驗(yàn),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生的求知欲。 (二)探索研究 1.提出問題 【事件4】學(xué)生從自己感到困惑的問題開始探究,按圖2所示連接電路親自實(shí)驗(yàn),分別將磁鐵N極和s極插入線圈、拔出線圈,觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向,加深對感應(yīng)電流方向的感性認(rèn)識,同時(shí)提出問題:感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)? 2.猜想和假設(shè) 【事件5】引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識及實(shí)驗(yàn)中所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,對決定感應(yīng)電流方向的因素提出猜想,師生共同討論,對提出的各種猜想進(jìn)行分析、篩選、合并、歸納,總結(jié)出與感應(yīng)電流方向有關(guān)的因素可能有兩個(gè):磁通量的變化及原磁場方向。 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)所觀察到的現(xiàn)象和已有知識經(jīng)驗(yàn)提出猜想,還應(yīng)要求學(xué)生分析其合理性。 3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 【事件6】教師給學(xué)生提供以下實(shí)驗(yàn)器材:原、副線圈,零刻度在中央的電流表,條形磁鐵,電源(電池組),電健,導(dǎo)線等。 【事件7】學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件的經(jīng)驗(yàn)和知識技能,很容易形成兩種實(shí)驗(yàn)方案:A組實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示,B組實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示。同類實(shí)驗(yàn)的小組間通過討論,完善實(shí)驗(yàn)方案,并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表。 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】由于學(xué)生已經(jīng)具有探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件的經(jīng)驗(yàn),能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,所以教師僅幫助學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)方案即可. 4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 【事件8】為使學(xué)生有效地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)前教師提出問題:在今天的實(shí)驗(yàn)操作過程中,如何確定感應(yīng)電流的方向?繼而,教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到在實(shí)驗(yàn)中需要用電流表判斷感應(yīng)電流的方向,因此,實(shí)驗(yàn)前需要首先確定出電流方向跟電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系,進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)來確定. 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】新課程提倡探究學(xué)習(xí),但并不是要求事事都由學(xué)生獨(dú)立探究,尤其是在時(shí)間有限的課堂內(nèi),有些輔助性的知識和方法可以由教師直接告訴學(xué)生. 【事件9】學(xué)生根據(jù)最終形成的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),收集數(shù)據(jù),研究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)操作:A組分別將條形磁鐵的N極、S極插入線圈、拔出線圈,觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向;B組將電鍵閉合、斷開,或左右移動(dòng)滑線變阻器的觸頭,觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向,記錄感應(yīng)電流的方向,再將電源的正、負(fù)極反過來,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程.A, B組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄分別見附錄二中的表2和表3,(在學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),教師需要根據(jù)學(xué)生的記錄情況,及時(shí)幫助學(xué)生修正觀察表,確保學(xué)生準(zhǔn)確而全面地記錄有關(guān)信.息。) 5.分析與論證 【事件10】學(xué)生分析多變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,尋找I感方向與B原方向、Φ變化之間的關(guān)系。A組同學(xué)難以找出上述關(guān)系,B組同學(xué)也不能找出它們之間的直接關(guān)系,但容易發(fā)現(xiàn)I感與Φ變化和I原之間的關(guān)系,即Φ增加時(shí),I感與I 原反向,Φ減小時(shí),I原與I感,同向. 【事件11】教師借助B組同學(xué)發(fā)現(xiàn)的I感與I原及Φ變化之間的關(guān)系,啟發(fā)學(xué)生尋找同類物理量間的方向關(guān)系更容易,從而把學(xué)生的研究思路從尋找I感方向與B原方向、Φ變化之間的關(guān)系引導(dǎo)到尋找B感方向與B原方向、Φ變化之間的關(guān)系上來。同時(shí)要求學(xué)生在記錄表中補(bǔ)充B感方向一欄,并將學(xué)生修改完善的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表用多媒體展示出來,便于學(xué)生分析和交流討論。 表2 A組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表 磁鐵運(yùn)動(dòng)情況 N極插入 N極拔出 S極插入 S極拔出 I感方向 逆時(shí)針 順時(shí)針 順時(shí)針 逆時(shí)針 Φ變化 增 減 增 減 B原方向 向下 向下 向上 向上 B感方向 向上 向下 向下 向上 表3 B組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表 I原 順時(shí)針,通電或變阻器右移 順時(shí)針,斷電或變阻器左移 逆時(shí)針,通電或變阻器右移 逆時(shí)針,斷電或變阻器左移 I感方向 逆時(shí)針 順時(shí)針 順時(shí)針 逆時(shí)針 Φ變化 增 減 增 減 B原方向 向下 向下 向上 向上 B感方向 向上 向下 向下 向上 【事件12】此時(shí),A, B兩組同學(xué)都很容易發(fā)現(xiàn)。增加時(shí),B感與B原反向;Φ減小時(shí),B感與B原同向. 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】當(dāng)學(xué)生面對多變的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象感到迷惑,抓不到本質(zhì)時(shí),教師應(yīng)該將其研究思路引領(lǐng)到正確的方向上來.本研究中,將思路從尋找I感方向與B原方向、Φ變化之間的關(guān)系轉(zhuǎn)移到尋找感方向與B原方向、Φ變化之間的關(guān)系上來,是分析論證得出結(jié)論的關(guān)健. 【事件13】引導(dǎo)學(xué)生深入分析上述關(guān)系一一“增則反,減則同”,且用“阻礙”二字將磁通量“增加”和“減小”兩種情況下感應(yīng)電流方向的描述統(tǒng)一起來,進(jìn)而概括出楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. (三)深化理解 【事件14】引導(dǎo)學(xué)生從不同角度理解“阻礙”的含義: (1)從感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向的關(guān)系理解“阻礙”的含義:“增則反,減則同”。 (2)從磁鐵與線圈相對運(yùn)動(dòng)的角度理解“阻礙”的含義:磁鐵與感應(yīng)電流間的相互作用力總是阻礙它們間的相對運(yùn)動(dòng),即“來則拒、去則留”。 (3)從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度理解“阻礙”的含義:通過“阻礙”作用,把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能,“阻礙”反映了楞次定律與能量守恒定律從本質(zhì)上是一致的。 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度認(rèn)識楞次定律,不僅可以加深學(xué)生對定律的理解,還有助于培養(yǎng)學(xué)生從多個(gè)角度分析問題的能力。 (四)學(xué)以致用 【事件15】學(xué)生觀察下列演示實(shí)驗(yàn),并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示,鐵架臺上掛一個(gè)布娃娃,在娃娃的底部裝有一塊磁鐵,其下方有一銘板.反復(fù)將鋁板從娃娃下面迅速抽出、插入。 學(xué)生交流討論,解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:銘板抽出或插入時(shí),由于穿過它的磁通量發(fā)生了變化,鋁板內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流.由楞次定律知,娃娃底部的磁鐵與鋁板內(nèi)感應(yīng)電流間的相互作用力總是阻礙它們間的相對運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致娃娃隨鋁板一起運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)方向一致。 【事件16】學(xué)生完成以下練習(xí),學(xué)會應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。 (1)如圖5所示,讓閉合線圈abcd由位置I通過一個(gè)勻強(qiáng)磁場運(yùn)動(dòng)到位置II,線圈在運(yùn)動(dòng)過程中,什么時(shí)候有感應(yīng)電流產(chǎn)生?感應(yīng)電流的方向如何? (2)如圖6所示,試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向。 【事件17】針對學(xué)生存在的問題進(jìn)行講解,然后讓學(xué)生歸納出應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟。 (1)確定原磁場的方向; (2)確定原磁場的磁通量是增加還是減少; (3)根據(jù)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化確定感應(yīng)電流的磁場方向; (4)應(yīng)用安培定則確定感應(yīng)電流的方向. 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】學(xué)生在練習(xí)的基礎(chǔ)上,自己總結(jié)解題方法和步驟,突出了學(xué)生的主體地位,發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性. 五、總結(jié) 這一教學(xué)設(shè)計(jì)注重讓學(xué)生親歷楞次定律的探究過程,并根據(jù)楞次定律的內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)生的能力水平重點(diǎn)突出了科學(xué)探究的兩個(gè)要素:收集證據(jù)、分析與論證.這不僅可以使學(xué)生在時(shí)間有限的課堂內(nèi)順利完成探究學(xué)習(xí)任務(wù),而且有利于培養(yǎng)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析、概括物理規(guī)律的能力,并從中學(xué)會歸納法、列表法、比較法等科學(xué)研究方法。 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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