楞次定理探究本節內容應以實驗探究為主,通過實驗總結楞次定理。一般情況,都是由班主任演示,中學生觀察,得出推論。但本節課以中學生為主,讓中學生實驗,得出推論,驗證推論等等,班主任只起引導和組織的作用,這樣除了能讓中學生對楞次定理理解深刻,但是也培養了中學生實驗操作技能以及剖析、歸納、概括、總結等邏輯思維能力。這一節課講授的楞次定理是從實驗剖析開始,歸納概括出初步推論后,再用實驗來驗證,除了彰顯數學學科是實驗學科的特性,培養了中學生實事求是,嚴謹的科學心態,還符合辨證法中從實踐中來,再回到實驗中去的認識規律,達到對中學生的辯證唯心主義教育。【教具打算】靈敏電壓計,線圈(外邊有顯著的繞線標志),導線若干,條形吸鐵石,線圈【教學過程】一、復習提問:1、要形成感應電壓必須具備哪些樣的條件?答:穿過閉合回路的磁路量發生變化,都會在回路中形成感應電壓。2、磁通量的變化包括哪情況?答:按照公式Φ=BSsinθ之間的傾角)可知,鐵損量Φ的變化包括B的變化,之間的傾角的變化。這種變化都可以造成感應電壓的形成。二、引入新課1、問題1:如圖,已知通電螺線管的磁場方向,問電壓方向?答:由左手螺旋定則(安培定則)可知,電壓從左側出,右邊進,電壓逆秒針方向。
2、問題2:如圖,在磁場中倒入一線圈,若磁場B變大或變小楞次定律實驗,問有沒有感應電壓?(有,因磁路量有變化);感應電壓方向怎樣?3、感應電壓不是個好“孩子”。感應電壓的方向與磁路量間又有哪些樣的關系?本節課我們就來一起探究感應電壓與磁路量的關系。三、進行新課1、介紹研究感應電壓方向的主要器材并讓中學生思索:(1)、靈敏電壓計的作用是哪些?為何用靈敏電壓計而不用安培表?答:靈敏電壓計——(把靈敏電壓計與干電瓶試觸,演示表針偏轉方向與電壓流入方向間的關系)電壓從那側接線柱流入,表針就向那側偏轉,由于靈敏電壓計的阻值較小,靈敏度較高,能測出螺線管中形成的微弱感應電壓。(2)、為什么本實驗研究的是螺線管中的感應電壓,而不是單匝線圈或其它導體中的感應電壓?答:由于穿過螺線管的磁路量發生變化,所以是螺線管中的感應電壓,而螺線管中的電壓也就是單匝線圈中的電壓。2、實驗內容:研究影響感應電壓方向的誘因根據圖所示聯接電路,并將吸鐵石向線圈插入或從線圈拔出等,剖析感應電壓的方向與什么誘因有關。3、學生探究:研究感應電壓的方向(1)、探究目標:找這兩個磁場的方向關系的規律。(2)、探究方向:從吸鐵石和線圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段:分組實驗(器材:螺線管,靈敏電壓計,條形吸鐵石,導線)(4)、探究過程吸鐵石在管上靜止不動時吸鐵石在管中靜止不動時插入拔出插入拔出在下原先磁場的方向向上向上向下向下向上向下向上向下原先磁場的磁路量變化減小降低減小降低不變不變不變不變感應磁場的方向向下向上向上向上原磁場與感應磁場方向的關系相反相同相反相同感應電壓的方向(螺線管上)向下向上向上向下(5)、學生帶著問題分組討論:問題1、請你按照上表中所填寫的內容剖析一下,感應電壓的磁場方向是否總是與原磁場的方向相反?問題2、請你仔細剖析上表,耗盡可能簡約的語言概括一下,到底怎么確定感應電壓的方向?并說出你的概括中的關鍵詞句。問題3、你能從導體和磁極相對運動的角度來確定感應電壓的方向嗎?倘若能,請用簡約的語言進行概括,并試著從能量的轉化與守恒角度去解釋你的推論?中學生三人一組互相交流、分析、討論,用最簡約的語言概括出本組的推論。師巡視各組的情況,之后指定個別組公布本組的成果在全班進行交流,師生共同討論,產生推論。教學中,中學生概括多種多樣,有的也十分確切到位,甚至于超乎預料,)造成它的那種誘因(加點部份為中學生提出的關鍵詞)班主任應充分肯定她們的推論,并對出現的問題進行討論、糾正,總結規律:原磁路變大,則感應電壓磁場與原磁場相反楞次定律實驗,有制約變大作用原磁路變小,則感應電壓磁場與原磁場相同,有制約變小作用推論:增反減同展示多媒體講義再度瞧瞧多媒體模擬的電磁感應中感應電壓的形成過程。
投影展示楞次定理內容及其理解:4、楞次定理——感應電壓的方向(1)、內容:感應電壓具有這樣的方向,即感應電壓的磁場總要妨礙導致感應電壓的磁路量的變化。(師強調上述推論是化學學家楞次概括了各類實驗結果提出的,并對楞次的數學學貢獻簡單介紹)(2)、理解:、阻礙既不是制止也不等于反向,增反減同“阻礙”又叫做“反抗”,注意不是制約原磁場而妨礙原磁場的變化、注意兩個磁場:原磁場和感應電壓磁場、學生在圖中標出每位螺線管的感應電壓形成的等效N依據標出的磁體方向總結規律:感應電壓的磁場總是磁極制約相對運動。“你來我不讓你來,你走我不讓你走”強調:楞次定理可以從兩種不同的角度來理解:a、從磁路量變化的角度看:感應電壓總要妨礙磁路量的變化。b、從導體和磁極的相對運動的角度來看,感應電壓總要妨礙相對運動。、感應電壓的方向即感應電動勢的方向、阻礙的過程中,即一種能向另一種轉化的過程例:上述實驗中,若條形吸鐵石是自由落體,則吸鐵石下落過程中遭到向下的阻力,即機械能電能內能(3)、應用楞次定理步驟:、明確原磁場的方向;、明確穿過閉合回路的磁路量是降低還是減輕;、根據楞次定理(增反減同),判斷感應電壓的磁場方向;、利用安培定則判斷感應電壓的方向。(4)、楞次定理的應用例:兩同心金屬圓環,使二環中形成的感應電壓方向怎樣?若降低電壓呢?解:由安培定則A環中電流形成的磁場方向向里穿過大環的磁路量減小由楞次定理可知感應電壓的磁場向外由安培定則得外環感應電壓為逆秒針同理當電壓降低時,外環中感應電壓方向為順秒針