“楞次定律及其应用”探究式教学设计

      一、教学目标

      1.知识与技能

      (1)理解楞次定律的内容；

      (2)理解楞次定律与能量转化和守恒定律相符合；

      (3)会用楞次定律解答简单的有关问题；

      (4)揭示电磁感应的“来拒去留”特性。

      2.过程与方法

      (1)经历楞次定律由来的实验探究过程，让学生感受科学探究的艰辛和成功的喜悦；

      (2)掌握发现、总结物理规律的方法之一（实验归纳法），训练物理思维方法（分析、比较、抽象、概括等）。

      3.情感态度与价值观

      (1)激发探究创新欲望，树立发现自然规律，创造美好世界的情感；

      (2)将电磁感应现象“来拒去留”特性人性化，使学生感受自然界的人文情怀，体验人和自然的和谐统一性，树立保护自然、保护地球，美化环境，提高人类生命质量的意识。

      （教学说明：新课标总目标是提高全体学生的科学素养。三维度教学目标是：知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观。教学理念突出体现“探究性、主体性、发展性、和谐性”。）

      二、重点难点

      重点 楞次定律的内容、探究过程与科学研究方法和思维方法；

      难点 楞次定律的实验探究过程以及楞次定律的“阻碍”特性和实质性理解（楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映）。

      三、实验器材

      螺线管、条形磁铁、G表、导线若干（学生每两人一组）

      四、教学过程

      1.设计情景，提出问题

      回顾电磁感应中的三个实验，提问设疑：

      (1)产生电磁感应的条件是什么？（旧问题）

      (2)下面两图中感应电流的方向怎么判定？（新问题）

      （教学说明：从熟悉的现象中提出问题，遇到不能解决的新问题，激起学生探究新规律的欲望，促使学生像科学家那样去“主动发现”。）

      

      图1

      

      图2

      对于图1，学生很容易用右手定则判定感应电流的方向，而对于图2则不会。这时指出，右手定则具有局限性，那么，有没有判定感应电流方向普遍适用的规律呢？

      投影课题 探寻判断感应电流的方向的新规律——楞次定律

      2.启发猜想，寻找目标

      要判定感应电流的方向，应找什么关系呢？

      先让学生思考、猜想，学生感到困惑，教师引导学生从感应电流的产生条件出发，进行分析。

      如图2所示，螺线管与灵敏电流表组成的闭合电路，当条形磁铁上下移动或左右移动时，穿过螺线管内的磁通量发生变化，就会产生感应电流。磁通量变化与感应电流是因果关系；磁场中的相互作用是通过磁场发生的，从而猜想用磁感应强度B来表达，于是，找到两个磁场：感应电流的磁场和引起感应电流的原磁场。

      投影 因果关系图

      

      图3

      磁通量变化产生感应电流，感应电流激发感应磁场，那么，感应磁场与原磁场有什么关系呢？

      （教学说明：教师适当点拨，尽可能让学生作发散性思考。然后引导学生进行科学合理的分析、推理、比较，找出适合表达的相关物理量。这是科学研究的前奏过程。）

      3.实验探究，发现规律

      (1)引导分析，选择装置

      只要闭合回路有磁通量变化，电路中就产生感应电流。引起回路磁通量变化的方式有很多，根据Φ=BScosθ，可以是磁场变化，或有效面积变化，或两者都变，或B、S都不变θ变化。不管那一种方式都应遵循同样的规律，因此可以选择一种进行实验探索。我们选择“条形磁铁与螺线管的相对运动引起电磁感应”这一装置（如图2所示）。

      (2)认识用途，明确方向

      ①实验中要记录哪些物理量以及它们的方向与变化情况？

      由前面的分析得：有感等。

      ②用什么显示？其方向怎么判断？

      用G表显示，先要确定电流与G表指针偏转的关系：电流正接线柱流入时，指针向左偏，电流负接线柱流入时，指针向右偏。

      ③明确器材用途

      条形磁铁：在螺线管内产生磁场；