探究影響感應電流方向的因素
——靈活應用歸納法的教學策略

陶應楷

(江蘇省鹽城市阜寧縣第一高級中學 江蘇鹽城 224400)

一、感悟

楞次定律是高中物理學習過程中的一個難點，學生需要通過現象觀察、實驗探究、規律總結才能得出最后的結論。探究影響感應電流方向的因素的實驗涉及的因素很多，有磁場方向、磁通量的變化、螺線管上感應電流方向、感應電流的磁場方向等，而各因素之間的關系也很復雜。學生要尋找的感應電流的磁場和磁通量變化之間的關系比較隱蔽，學生很難發現。因此，在教學中應從實驗入手，設計合理的思維臺階，引導學生分析實驗結果，歸納總結實驗結論。這樣處理，能夠提高學生的動手和觀察能力，也能培養學生的分析、歸納能力。

二、嘗試

（一）復習回憶，重溫歸納法的應用，引導學生發現新問題，激發探究熱情

1.復習提問

問題1：什么是電磁感應現象？產生電磁感應現象的條件什么？

問題2：回顧探究感應電流產生條件的相關實驗，我們是如何將不同實驗現象歸納為統一的結論的？

2.教師重溫實驗，引導學生觀察靈敏電流表指針如何變化

3.設計疑問，明確探究方向

問題：不同實驗操作過程，產生感應電流方向不同，如何判斷感應電流的方向呢？

教師引導：在探究感應電流產生的條件時，我們把導體與磁場發生相對運動以及只有磁場發生變化的電磁感應現象，歸納為穿過閉合電路中磁通量發生變化，說明感應電流的方向可能與磁通量的變化有關。

（二）逐級引導，歸納總結實驗規律

1.明確實驗路徑，初步嘗試歸納總結

（1）教師演示條形磁鐵插入、拔出螺線管產生感應電流的實驗，引導學生觀察現象的同時提出問題：影響感應電流的方向與哪些因素有關？

（2）學生分組實驗，交流討論。發現影響因素有：原磁場的方向、磁通量變化情況。

（3）列表記錄數據，初步分析、歸納。

實驗操作 N極插入 S極插入 N極拔出 S極拔出原磁場的方向 向下 向上 向下 向上磁通量的變化 增加 增加 減小 減小感應電流的方向（俯視） 逆時針 順時針 順時針 逆時針

學生嘗試歸納：磁通量都在增大時，如果磁場方向不同，感應電流的方向并不相同。而磁通量都減小時，如果磁場的方向不同，感應電流的方向也不同。看來，實驗并不能直接顯示出感應電流的方向與磁通量變化的關系。

2.發掘隱藏量，歸納感應電流方向判定的簡潔關系

教師引導：感應電流和磁通量是兩個不同的物理量，很難直接找到不同的物理量之間的關系，能不能在二者之間架上一座“橋梁”，把它們聯系起來？那么，在電流和磁之間我們應該找誰作為“中介”呢？電流與磁場之間的相互作用是通過什么發生的，對你有什么啟發？

學生交流討論：磁體與電流的相互作用是通過磁場發生的。教師順勢引導：分析歸納過程中是否還有一個感應電流的磁場未被發現？感應電流的方向是否可以通過感應電流的磁場這個中間量來判斷？

增加分析數據，進一步歸納簡潔規律。

實驗操作 N極插入 S極插入 N極拔出 S極拔出原磁場的方向 向下 向上 向下 向上磁通量的變化 增加 增加 減小 減小感應電流的方向（俯視） 逆時針 順時針 順時針 逆時針感應電流磁場的方向 向上 向下 向下 向上

教師引導：你能根據表格數據，歸納出感應電流的磁場方向與原磁場方向的關系規律來嗎？

學生討論歸納：磁通量增加時，兩個磁場方向相反；磁通量減少時，兩個磁場方向相同。

教師引導：磁通量增加時，兩個磁場方向相反；磁通量減少時，兩個磁場方向相同。表明感應電流的磁場起到了什么作用呢？能不能用更簡練的語言來概括呢？

學生討論歸納：感應電流具有這樣的方向，感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

三、遷移

再次體驗“阻礙”，歸納總結經典結論。

學生分組實驗，A、B都是鋁環，其中環A閉合，環B斷開，橫梁可以繞中間的支點轉動。實驗時，用條形磁鐵的一極垂直插向、拔出A環，觀察到儀器繞支點的轉動情況并記錄數據并分析。

實驗操作 N極靠近 S極靠近 N極遠離 S極遠離實驗現象 排斥 排斥 吸引 吸引磁通量的變化 增加 增加 減小 減小感應電流的磁場方向與原磁場方向的關系 相反 相反 相同 相同

教師引導：分析實驗現象與磁通量變化的關系，這種“阻礙”關系體現怎樣簡潔的關系？

學生討論歸納：來拒去留。

教師引導：分析感應電流的磁場方向與原磁場方向的關系與磁通量變化的關系，這種“阻礙”關系體現怎樣簡潔的關系？

學生討論歸納：增反減同。

四、應用

應用規律解決問題，歸納總結感應電流方向判斷的思維流程。

學生課堂練習：展示法拉第最初發現電磁感應現象的實驗示意圖。分析開關S閉合瞬間和開關S斷開瞬間線圈N中的感應電流的方向？要求先理論分析，再用實驗驗證。

教師引導：學生討論、交流判斷感應電流方向的過程，總結歸納判斷感應電流方向的思維流程。

學生總結：判斷感應電流方向的步驟，明確原磁場方向；明確穿過閉合電路磁通量是增加還是減少；根據楞次定律確定感應電流的磁場方向；利用安培右手定則判斷感應電流方向。

五、反思

在物理規律教學過程中，靈活運用歸納法可使學生在輕松的環境下學習知識，會使課堂充滿生機，學習者充滿學習興趣。這有利于培養學生的歸納推理能力、邏輯思維能力，從而提高學生的科學素養。