第四节 愣次定律
一、教学目标:
(一)知识与技能
1.掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。 2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。 (二)过程与方法
1.通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。 2.通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观 在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 二、
教具准备:
干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。 三、
教学过程:
① 复习提问(课堂导入):
(一)引入新课
[演示]按下图将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,提出:
①为什么在线圈内有电流?
②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么? ③怎样才能判断感应电流的方向呢? 本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
② 出示本堂课教学目标:
1.掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。 2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式 ③ 重点、难点化解(探求新知、质疑导学、课堂反馈):
学生活动内容 根据实验结果,填表: 磁铁运动情况 磁铁产 N极下N极上S极下S极上演示实验
[实验目的]研究感应电流方向的判定规律。 [实验步骤]
(1)按右图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。(如电流从左接线柱流入,指针向右偏还是向左偏?)
(2)记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
插 拔 插 拔 (3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,然后根据步骤(1)结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
老师活动内容
生磁场方向 线圈磁通量变化 感应电流 磁场方向
通过上面的实验,同学们发现了什么?
当磁铁移近或插入线圈时,线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时,线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场阻碍磁通量增加;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场阻碍磁通量减少。
物理学家楞次概括了各种实验结果,在1834年提出了感应电流方向的判定方法,这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。
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,这就是楞次定律。
(1)“阻碍”并不是“阻止”,一字之差,相去甚远。要知道原磁场是主动的,感应电流的磁场是被动的,原磁通仍要发生变化,感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。
楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现:感应电流在闭合电路中要消耗能量,在磁体靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为:“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中,矛盾双方即条形磁铁的磁场(B原)和感应电流的磁场(B感),两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
2、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤: (1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。 (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。 (4)利用安培定则确定感应电流的方向。
开关断开前,线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪? 向下。 开关断开瞬间,线圈N中磁通量如何变化? 减少。
线圈N中感应电流的磁场方向如何? 向下(阻碍磁通量减少)。 线圈N中感应电流的方向如何? 由下向上,整个回路是顺时针电流。 利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。
[投影]
3.右手定则
当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时,如何应用楞次定律判定感应电流的 如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的,感应电流的方向可以由右手定则来判断。
右手定则的内容:
伸开右手让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。
④ 系统归纳:
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤: (1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。 (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。 (4)利用安培定则确定感应电流的方向。 右手定则的内容:
伸开右手让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。
⑤ 练习巩固(课堂作业):
【例1】 如图所示,试判定当开关S闭合和断开瞬间,线圈ABCD的电流方向。(忽略导线GH的磁场作用)
解析:当S闭合时
(1)研究回路是ABCD,穿过回路的磁场是电流I所产生的磁场,方向由安培定则判定是指向读者;