[关键词] 楞次定律 能量守恒 教学思考人教版物理选修3―2教材第9~14页,第3节楞次定律一节,是高中物理电磁感应部分的核心内容之一。按照教材的安排和新课程标准的要求,我们一般这样处理:从感应电流的产生条件入手,通过探究实验理清闭合电路磁通量的变化→感应电流→感应电流的磁场→阻碍闭合电路原磁通量的变化等各变量间的联系,再与学生互动突破以感应电流的磁场作为中间变量来确定感应电流的方向。最后从磁通量、力和能量三个角度进一步深化对“阻碍”内涵的理解。这样做,能够还原科学家寻求科学规律的艰辛历程,培养学生的探究意识和合作能力。
今天的学生是在掌握了能量守恒定律的前提下学习本节,所以我试着从能量守恒的角度和学生一起分析得出楞次定律,在教学实践中取得了良好效果,现将教学中的部分片段展示如下。
本节从一个演示实验入手,创设物理情景,引发学生思考。实验设计如图所示,光滑水平导轨上导体棒以一定初速度运动说明:实际操作时,可以让导轨适当倾斜,以平衡摩擦力;也可以制作相应的Flash动画做仿真模拟实验,请同学们观察并分析实验现象。
师:灵敏电流计指针会发生偏转吗?导体棒的速度是如何变化的?
生:电流计指针会发生偏转,导体棒的速度变得越来越小,最后停止运动。
师:此过程涉及能量的转化问题吗?
生:导体棒的速度在减小,说明导体棒的动能在减少。
师:自然界中能量是守恒的,减少的动能又转化为何种形式的能量了呢?
师生讨论:电流计的指针发生偏转,说明导体棒减少的动能转化成了电能。师:由牛顿第二定律知道,导体棒的速度变化要受到力的作用,那是什么力使导体棒减速呢?
生:导体棒运动切割磁感线时产生感应电流,有感应电流的导体棒在磁场中受到安培力作用,是安培力的作用使导体棒减速。
师生进一步讨论得出结论一:
感应电流的安培力阻碍导体棒切割磁感线的相对运动。
师:能否判断导体棒中的感应电流的方向呢?
生:根据磁场方向和导体棒所受安培力方向可以判断感应电流的方向。
师:让我们一块分析分析该闭合回路内磁通量如何变化?
师生讨论得:若导体棒速度水平向右切割磁感线时,闭合回路所包围区域的磁通量变大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。若导体棒速度水平向左切割磁感线时,闭合回路所包围区域的磁通量变小;感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
师生讨论得出结论二:
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
综合分析结论一和结论二得出:
感应电流的效果阻碍引起感应电流的原因。
至此,我们借助一个演示实验,从能量守恒的角度入手,和学生一起在理论上分析得出了楞次定律的内容。
这种处理方式训练了学生借助已知的物理规律分析未知的物理过程,并得出相应的结论,对学生的思维能力的提高很有帮助。在此基础上我们也可以考虑再让学生按照课本提示,通过学生分组实验,沿着当年科学家的足迹来自主归纳和检验楞次定律内容。
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