探究影响感应电流方向的因素——灵活应用归纳法的教学策略

陶应楷

(江苏省盐城市阜宁县第一高级中学 江苏盐城 224400)

一、感悟

楞次定律是高中物理学习过程中的一个难点，学生需要通过现象观察、实验探究、规律总结才能得出最后的结论。探究影响感应电流方向的因素的实验涉及的因素很多，有磁场方向、磁通量的变化、螺线管上感应电流方向、感应电流的磁场方向等，而各因素之间的关系也很复杂。学生要寻找的感应电流的磁场和磁通量变化之间的关系比较隐蔽，学生很难发现。因此，在教学中应从实验入手，设计合理的思维台阶，引导学生分析实验结果，归纳总结实验结论。这样处理，能够提高学生的动手和观察能力，也能培养学生的分析、归纳能力。

二、尝试

（一）复习回忆，重温归纳法的应用，引导学生发现新问题，激发探究热情

1.复习提问

问题1：什么是电磁感应现象？产生电磁感应现象的条件什么？

问题2：回顾探究感应电流产生条件的相关实验，我们是如何将不同实验现象归纳为统一的结论的？

2.教师重温实验，引导学生观察灵敏电流表指针如何变化

3.设计疑问，明确探究方向

问题：不同实验操作过程，产生感应电流方向不同，如何判断感应电流的方向呢？

教师引导：在探究感应电流产生的条件时，我们把导体与磁场发生相对运动以及只有磁场发生变化的电磁感应现象，归纳为穿过闭合电路中磁通量发生变化，说明感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。

（二）逐级引导，归纳总结实验规律

1.明确实验路径，初步尝试归纳总结

（1）教师演示条形磁铁插入、拔出螺线管产生感应电流的实验，引导学生观察现象的同时提出问题：影响感应电流的方向与哪些因素有关？

（2）学生分组实验，交流讨论。发现影响因素有：原磁场的方向、磁通量变化情况。

（3）列表记录数据，初步分析、归纳。

实验操作 N极插入 S极插入 N极拔出 S极拔出原磁场的方向 向下 向上 向下 向上磁通量的变化 增加 增加 减小 减小感应电流的方向（俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针

学生尝试归纳：磁通量都在增大时，如果磁场方向不同，感应电流的方向并不相同。而磁通量都减小时，如果磁场的方向不同，感应电流的方向也不同。看来，实验并不能直接显示出感应电流的方向与磁通量变化的关系。

2.发掘隐藏量，归纳感应电流方向判定的简洁关系

教师引导：感应电流和磁通量是两个不同的物理量，很难直接找到不同的物理量之间的关系，能不能在二者之间架上一座“桥梁”，把它们联系起来？那么，在电流和磁之间我们应该找谁作为“中介”呢？电流与磁场之间的相互作用是通过什么发生的，对你有什么启发？

学生交流讨论：磁体与电流的相互作用是通过磁场发生的。教师顺势引导：分析归纳过程中是否还有一个感应电流的磁场未被发现？感应电流的方向是否可以通过感应电流的磁场这个中间量来判断？

增加分析数据，进一步归纳简洁规律。

实验操作 N极插入 S极插入 N极拔出 S极拔出原磁场的方向 向下 向上 向下 向上磁通量的变化 增加 增加 减小 减小感应电流的方向（俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针感应电流磁场的方向 向上 向下 向下 向上

教师引导：你能根据表格数据，归纳出感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系规律来吗？

学生讨论归纳：磁通量增加时，两个磁场方向相反；磁通量减少时，两个磁场方向相同。

教师引导：磁通量增加时，两个磁场方向相反；磁通量减少时，两个磁场方向相同。表明感应电流的磁场起到了什么作用呢？能不能用更简练的语言来概括呢？

学生讨论归纳：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

三、迁移

再次体验“阻碍”，归纳总结经典结论。

学生分组实验，A、B都是铝环，其中环A闭合，环B断开，横梁可以绕中间的支点转动。实验时，用条形磁铁的一极垂直插向、拔出A环，观察到仪器绕支点的转动情况并记录数据并分析。

实验操作 N极靠近 S极靠近 N极远离 S极远离实验现象 排斥 排斥 吸引 吸引磁通量的变化 增加 增加 减小 减小感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系 相反 相反 相同 相同

教师引导：分析实验现象与磁通量变化的关系，这种“阻碍”关系体现怎样简洁的关系？

学生讨论归纳：来拒去留。

教师引导：分析感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系与磁通量变化的关系，这种“阻碍”关系体现怎样简洁的关系？

学生讨论归纳：增反减同。

四、应用

应用规律解决问题，归纳总结感应电流方向判断的思维流程。

学生课堂练习：展示法拉第最初发现电磁感应现象的实验示意图。分析开关S闭合瞬间和开关S断开瞬间线圈N中的感应电流的方向？要求先理论分析，再用实验验证。

教师引导：学生讨论、交流判断感应电流方向的过程，总结归纳判断感应电流方向的思维流程。

学生总结：判断感应电流方向的步骤，明确原磁场方向；明确穿过闭合电路磁通量是增加还是减少；根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；利用安培右手定则判断感应电流方向。

五、反思

在物理规律教学过程中，灵活运用归纳法可使学生在轻松的环境下学习知识，会使课堂充满生机，学习者充满学习兴趣。这有利于培养学生的归纳推理能力、逻辑思维能力，从而提高学生的科学素养。