金忠江

（本課選自人教版義務(wù)教育實驗教科書《物理》選修3，第四章《電磁感應(yīng)》第三節(jié)。）

一、課堂教學(xué)設(shè)計理念和教學(xué)思路

讓學(xué)生更好地體驗科學(xué)探索的方法和過程，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高分析問題、解決問題的能力。使全身心地投入到學(xué)習(xí)中的學(xué)生，養(yǎng)成高效率的學(xué)習(xí)習(xí)慣和良好的思維品質(zhì)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中體驗到學(xué)習(xí)的樂趣和成功。本節(jié)課在教學(xué)上采用如下教學(xué)流程：

演示實驗、提出問題——分類演示、做好記錄——尋找“中介”、找出關(guān)系——實驗驗證、總結(jié)規(guī)律——規(guī)律應(yīng)用、深化理解。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能：

（1）理解楞次定律的內(nèi)容，能靈活運用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向，解決實際問題；

（2）熟練掌握右手定則，知道右手定則是楞次定律的一種特殊表現(xiàn)形式。

2.過程與方法：

體驗楞次定律實驗探究過程，提高分析、歸納、概括及表達(dá)能力。

3.情感、態(tài)度、價值觀：

（1）重溫科學(xué)家艱辛的研究過程，學(xué)習(xí)他們對科學(xué)嚴(yán)肅認(rèn)真，不怕困難的態(tài)度；

（2）學(xué)生通過觀察分析，體驗發(fā)現(xiàn)過程中的樂趣和美的享受。

三、教學(xué)重、難點

重點：學(xué)生對楞次定律的理解。

難點：（1）引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究、總結(jié)規(guī)律；

（2）對楞次定律的靈活應(yīng)用。

四、教學(xué)步驟

1. 新課引入。

通過演示條行磁鐵插入、抽出帶有靈敏電流計的線圈的螺線管中，電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向不同，引出問題——感應(yīng)電流的方向如何判斷。

2. 實驗探究。

師：通過剛才的演示實驗，同學(xué)們能夠判斷出電流方向與插入磁鐵和抽出磁鐵兩個相反的狀態(tài)有關(guān)，請同學(xué)們猜想電流方向還有可能和什么因素有關(guān)。

生：可能還與磁場方向有關(guān)。

師：結(jié)合學(xué)生們的分析，我們通過下面的演示實驗來探究感應(yīng)電流和哪些因素有關(guān)，實驗過程中同學(xué)們注意觀察，做好下面的表格記錄：

（通過學(xué)生的回答完成上面表格的填寫。）

3.實驗分析。

師：請同學(xué)們觀察表格記錄情況，分析各個項目的聯(lián)系，從而找出規(guī)律。

生：通過觀察發(fā)現(xiàn)，感應(yīng)電流方向與磁場方向沒有什么關(guān)系。

師：同學(xué)們說得非常好，通過表格記錄，我們的確沒有找到電流方向與磁場方向的直接關(guān)系，請同學(xué)們再深入思考一下，能不能找一個“中介”，這個“中介”既與感應(yīng)電流方向有關(guān)又與引起感應(yīng)電流的磁場的某個因素有關(guān)，這樣我們就間接地找到了聯(lián)系。

生：老師，你看能不能用這兩項來描述感應(yīng)電流的關(guān)系，我發(fā)現(xiàn)磁通量的變化與感應(yīng)電流有關(guān)系，比如表格第一列通過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反，表格第二列通過線圈的磁通量減少，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反，第三列和第四列感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向也有類似的規(guī)律。

師：你分析得非常好，你找到了感應(yīng)電流的磁場與原磁場通過線圈的磁通量的關(guān)系，我們要找的“中介”正是感應(yīng)電流的磁場。我們再來深入地分析一下。

師：感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向是否始終與原磁場的方向相同或相反。

生：不一定。有時相同，有時相反。

師：在什么情況下，B感與B原同向？在什么情況下B感與B原反向。

生：當(dāng)Φ增大時，B感與B原相反；當(dāng)Φ減小時；B感與B原相同。

師：你認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對磁通量的變化起什么作用？

生：當(dāng)Φ原增大時，B感與B原相反，它不想讓穿過線圈的磁通量增大；當(dāng)Φ原減小時；B感與B原相同，它不想讓穿過線圈的磁通量減小。

師：同學(xué)們分析得非常好，我們找到了感應(yīng)電流的磁場與引起感應(yīng)電流的磁場的關(guān)系，當(dāng)Φ原增大時，B感與B原相反；當(dāng)Φ原減小時，B感與B原相同。即B感對磁通量的變化起阻礙作用。知道了感應(yīng)電流的磁場，再通過我們之前學(xué)習(xí)的右手螺旋定則，感應(yīng)電流的方向也就判斷出來了。

4. 總結(jié)規(guī)律，加深理解。

通過師生的互動，分析總結(jié)出感應(yīng)電流的判斷方法。

（1）楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

對定律關(guān)鍵詞阻礙的分析：

（a） 誰在阻礙（感應(yīng)電流的磁場在阻礙）？（b） 阻礙什么（引起感應(yīng)電流的磁通量的變化）？（c）如何阻礙（當(dāng)Φ原增大時，B感與B原相反；當(dāng)Φ原減小時；B感與B原相同）？

通過以上3個問題的設(shè)計，使學(xué)生對楞次定律有了一個更深刻的認(rèn)識，對定律中涉及到的原磁場、感應(yīng)磁場、磁通量的變化等物理量間的關(guān)系更加清楚了，對分析問題起到引領(lǐng)的作用。

（2）楞次定律的應(yīng)用：

例1：如圖，在磁場中放入一線圈，若磁場B變大或變小，問：

①線圈里有沒有感應(yīng)電流？

②感應(yīng)電流方向如何？

分析：由于B是變化的，所以穿過線圈的磁通量是變化的，根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，線圈中有感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向用我們剛學(xué)習(xí)的楞次定律來判斷。B如果變大，通過線圈的磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增大，所以感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場是點場，即垂直紙面向里；B如果變小，通過線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減小，所以感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場是叉場，即垂直紙面向外。（師生總結(jié)：通過這道例題我們可以總結(jié)為——增反減同。）

例2：如圖所示，金屬棒ab以速度v沿著金屬導(dǎo)軌向右勻速運動，通過電阻中的電流方向如何？

師：請同學(xué)們自己動手判斷一下通過電阻的電流方向。

生：通過楞次定律可知金屬棒ab中的電流方向是由b到a，那么通過電阻的電流方向就是由d到c。

師：同學(xué)們判斷得非常好，那么也能感覺到運用楞次定律解決問題是比較麻煩的，同學(xué)們思考一下能否有一種方法像左手定則或右手螺旋定則那樣，把幾個要素集中在一個手上，這樣判斷起來就方便多了。

生：老師，借鑒左手定則或右手螺旋定則都是讓磁感線垂直穿過手心，我讓磁感線垂直穿過右手的手心，拇指的指向代表運動方向，四指的指向代表電流方向，這樣的結(jié)果和運用楞次定律的判斷是一致的，這樣可以嗎？

師：同學(xué)們總結(jié)得非常好，你們總結(jié)的方法叫做右手定則，它是楞次定律的一個特例。

師：請同學(xué)們分析一下在什么情況下用哪種方法更好些。

生：任何情況都可以用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，但像例2這種切割型的用右手定則判斷更方便些，而像例1這種磁場強(qiáng)弱變化的右手定則就判斷不了。

師：同學(xué)們分析得非常好，這就叫做——楞次定律全都管，導(dǎo)體切割右手看。

5.課堂小結(jié)。

（1）楞次定律是在事實的基礎(chǔ)上總結(jié)出的規(guī)律，是客觀事實；

（2）楞次定律的深刻意義在于它是能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)，這種轉(zhuǎn)化關(guān)系是通過“阻礙”作用具體體現(xiàn)出來的。