電工基礎(chǔ)第四章教案

1、第四章磁與電磁感應(yīng)4-1.磁感應(yīng)強度和磁通教學(xué)目的1 . 了解磁場、磁感應(yīng)線的概念磁感應(yīng)強度磁通的概念；2 .掌握磁感應(yīng)強度磁通的概念及其應(yīng)用。教學(xué)重、難點教學(xué)重點：掌握磁感應(yīng)強度磁通的概念及其應(yīng)用；教學(xué)難點：掌握磁感應(yīng)強度磁通的概念及其應(yīng)用；教學(xué)方法：講授法教學(xué)時數(shù)：2課時授完。教 具：黑板、多媒體課件等。教學(xué)過程：I、復(fù)習提問：II、講授新課：一、磁體與磁感線1、磁性：某些物體具有吸引鐵、鉆、銀等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性2、磁體：具有磁性的物體叫做磁體。分為天然磁鐵和人造磁鐵，常見的人造磁體有條形磁體, 蹄形磁體和磁針等。3、磁極：磁鐵兩端磁性最強的地方：任何磁鐵都有一對磁極，一個叫南極用S表示

2、，一個叫北 極用N表示。4、磁極之間存在相互作用，同性相斥，異性相吸。磁極不能單獨存在,異名磁極同名磁極5、磁場：在磁力作用的空間，、上二）有一種特殊的物質(zhì)叫磁場則曲線，曲線上任意一線切線的方向就是該點的磁場方向條形磁體的磁感線7、磁感線的特點L磁感線是空間分布的2 .磁感線是假想的曲線，不真實存在3 .任意兩條磁感線不相交4 .磁感線是閉合曲線,外部從N極指向S極內(nèi)部從S指向N （與電場線不同）二、電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)：通電導(dǎo)體的周闈存在著磁場這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)，磁場的方向取決于電流 方向，用右手螺旋定則判斷。1、通電長直導(dǎo)線的磁場方向：（1）判定方法：右手握住導(dǎo)線并把拇指伸開，用

3、拇指指向電流的方向，四指環(huán)繞的方向就是磁 場的方向。勺四指表示電流的方向，拇指所指的方向就三、磁感應(yīng)強度和磁通1、磁感應(yīng)強度 （B）動動手：下圖為一個勻強磁J壬相,由渝方向現(xiàn)象:E當電路中斛流吧回，載流導(dǎo)線MN受到力的作用向上運動，彈簧縮短。加*x 枚=BffLpX 1，磁感欣強，更公式x、*B -五F E導(dǎo)體“到1勺硬妙枷明單位特斯拉（T）（2）方向：源場中某點磁感線的切線方向為該點的磁感應(yīng)強度方向.3）磁感應(yīng)強既反映了某點磁場的強弱、又反映了該點磁場的方向，磁感應(yīng)強是矢量。（4）勻強磁場：如果磁場中各點的磁感應(yīng)強度B的大小和方向完全相同，這種磁場叫勻強磁場, 如下圖所示n： s在勻強磁場中

4、，磁感線是平彳式等距的直線2、磁通（，族） 勻強磁場（1）定義：磁感應(yīng)強度方與其垂直的某一截面積S的乘枳在勻強磁場中，垂直磁場方向放置一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線長為0.8m,導(dǎo)線中的電流為15A,導(dǎo)線在磁場中受到的力為20N,試求該勻強磁場的磁感應(yīng)強度Bo 解：根據(jù)磁感應(yīng)強度的公式：F 20B = =T %167TIL 15x0.8VI、課余作業(yè)：課本P98小練習1、2.V、教學(xué)后記：第四章磁與電磁感應(yīng) 4-2磁場強度教學(xué)目的1、掌握磁導(dǎo)率、磁場強度的概念2、掌握常見幾種載流導(dǎo)體的磁場強度教學(xué)重、難點教學(xué)重點：1、磁場強度、磁感應(yīng)強度的區(qū)別2、載流螺線管磁場強度的計算。教學(xué)難點：相對磁導(dǎo)率的理解與計算教

5、學(xué)方法：講授法教學(xué)時數(shù)：1課時授完。教 具：黑板、多媒體課件等。教學(xué)過程：I、復(fù)習提問：1電流的磁效應(yīng) 2磁感應(yīng)強度及磁通通過回顧通電螺線管周圍存在磁場，如插入鐵心，磁場的強弱會受怎么的影響？口、講授新課：一、磁導(dǎo)率：1、磁導(dǎo)率是一個用來表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，用表示，其單位為H/m。由實驗測得真.空 中的磁導(dǎo)率 0=4 n X 10-7H/m,為一常數(shù)。2、根據(jù)相對磁導(dǎo)率的大小，可把物質(zhì)分為三類：（1）順磁物質(zhì)相對磁導(dǎo)率稍大于1。如空氣、鋁、銘、銷等。（2）反磁物質(zhì)相對磁導(dǎo)率稍小于1。如氫、銅等。（3）鐵磁物質(zhì) 相對磁導(dǎo)率遠大于1,其可達幾百甚至數(shù)萬以上，且不是一個常數(shù)。如鐵、 鉆、銀、

6、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等。二、磁場強度（H）1、定義：真空中，某點的磁場強度等于該點的磁感應(yīng)強度與介質(zhì)磁導(dǎo)率的必值2、公式：B通電線圈的磁感應(yīng)強度，單位特斯拉（T）H磁場中該點的強度，單位安培每米（A/m）；u真空的磁導(dǎo)率，單位亨每米（H/m）：三、幾種常見載流導(dǎo)體的磁場強度（H）1、截流長直導(dǎo)線（1）在載流長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中，有一點P,它與導(dǎo)線的 距離為r，如（a）圖所示；實驗證明該點磁場強度的大小與 導(dǎo)線中的電流成正比，與R成反比。(2)公式:2nr2、載流螺線管如果螺線管的匝數(shù)為N,長度為L,通電 電流為I，如右圖所示。理論和實驗證 明，其內(nèi)部磁場強度為H 二NL方向：用右手螺旋定則來

7、判斷。四、總結(jié)：本行介紹了磁場強度與磁感應(yīng)強度的關(guān)系及物理意義，并學(xué)會相關(guān)計算；正確理解兩者含 義及關(guān)系。皿、課余作業(yè)：課本P90小練習1、2、3.VI、教學(xué)后記：第四章磁與電磁感應(yīng)4-3電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學(xué)目的1、了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象2、理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件教學(xué)重、難點教學(xué)重點：1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象概念2、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件教學(xué)難點：感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的分析和總結(jié)教學(xué)方法：多媒體演示電磁感應(yīng)實驗教學(xué)時數(shù)：1課時授完。教 具：多媒體課件、實驗器材等。教學(xué)過程：I、導(dǎo)入：1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電和磁之間的聯(lián)系。受這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā), 人們很自然地想到這樣一個問題：既然電流能夠產(chǎn)生磁場，反過

8、來，磁場能不能產(chǎn)生電流呢？ 下而我們就做一個小實驗演示一下。從實驗中觀察到什么現(xiàn)象？電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，電路中有電流產(chǎn)生，磁場可以產(chǎn)生電流?？?、講授新課：我們就把磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國科學(xué)家法拉第經(jīng)過10年堅持不懈的努力發(fā)現(xiàn)的，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 進一步揭示了電和磁的關(guān)系，為后來麥克斯韋建立完整的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。同時，由于電磁 感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致后來發(fā)明了發(fā)電機、變壓器等電器設(shè)備，從而使電能在生產(chǎn)和生活中得到 了廣泛的應(yīng)用，開辟了電的時代。既然電磁感現(xiàn)象意義如此重大，那么我們就通過下面兩個小實驗，總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的 特點實驗與分析1

9、、如右圖，當磁鐵N極向下插入線圈時思考觀察：磁鐵N極（即原磁場）方向向哪？（向下）穿過線圈中的磁通量（即磁場線條數(shù)）如何變化？（增加）電表指針向哪偏？（向正柱）線圈中感應(yīng)電流方向如何？（看繞向）感應(yīng)電流的磁場方向向哪？（上N下S）感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同嗎？（相反）感應(yīng)電流的磁場對磁鐵（即原磁場）的靠近是吸引還是排斥？（排斥，即阻礙原磁場穿過線 圈的磁通量的增加）2、當磁鐵N極向上抽出時思考觀察：|磁鐵N極（即原磁場）方向向哪？（向下）I率-_tA 4）磁通量中、磁通量變化中、通量變化率二二、與電磁感應(yīng)的關(guān)系： t物理意義與電磁感應(yīng)的關(guān)系磁通量穿過回路的磁感線的條數(shù)無關(guān)磁通量變化6穿

10、過回路的磁通量的變化量感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件通量變化率/穿過回路的磁通量的變化快慢決定感應(yīng)電動勢的大小二、法拉第電磁感應(yīng)定律1 .法拉第電磁感應(yīng)定律 感應(yīng)電動勢的大?。涸谀承┘s定的情況下或說將楞次定律考慮在內(nèi)后，法拉第電磁感應(yīng)定律將寫成如下形式： e =約定：Z1）任設(shè)回路的電動勢方向（簡稱計算方向L）2）磁通量的正負與所設(shè)計算方向的關(guān)系：當磁力線方向與計算方向成右手螺旋關(guān)系時，磁通量的值取正，否則磁通量的值取負3）計算結(jié)果的正負給出了電動勢的方向e 0 :說明電動勢的方向就是所設(shè)的計算方向e 0 :說明電動勢的方向與所設(shè)計算方向相反。例:我們欲求而積S所圍的邊界回路中的電動勢,假設(shè)磁場空間均勻

11、磁力線垂直面積S,磁場隨時間均勻變化，變化率為解：先設(shè)電動勢方向（即計算方向），可以有兩種設(shè)法第一種：設(shè)計算方向L （電動勢方向）如圖所示的逆時針回路方向均勻磁場方按約定，磁力線與回路成右手螺旋, 所以磁通量取正值，得=3S由 e = 一一 = -S 02/負號說明：電動勢的方向與所設(shè)的計算方向相反第二種：設(shè)計算方向L（電動勢方向）均勻磁場月如圖所示的順時針回路方向按約定磁通量取負0正號說明：電動勢的方向與所設(shè)計算方向一致兩種假設(shè)方向得到的結(jié)果相同討論：1）使用e = _A段味著按約定計算t2）全磁通 磁鏈對于N匝串聯(lián)回路每匝中穿過的磁通分別為%，？，中川 -%, + +動勢為三、思考與練習：

12、1、感應(yīng)電動勢的方向( 為正值/到增加,We為負值，|刊用加,如果穿過每匝線圈的磁通相同，即=02二=n=，則 =N，那么感應(yīng)電2、如圖所示為穿過某線路的磁通量隨時間t變化的關(guān)系圖，試根據(jù)圖說明:(1)穿過某線路的磁通量中何時最大？何時最?。?2) Ae/At何時最大？何時最?。?3)感應(yīng)電動勢E何時最大？何時最??？課堂小結(jié)1 .當磁通量變化時，對于閉合電路一定有感應(yīng)電流.若電路不閉合，則無感應(yīng)電流，但仍然有感應(yīng)電動勢2 .在法拉第電磁感應(yīng)定律中感應(yīng)電動勢E的大小不是跟磁通量中成正比，也不是跟磁通量的變化量中成正比，而是跟磁通量的變化率成正比3 .穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，感應(yīng)電動勢由法拉第

13、電磁感應(yīng)定6 =/m、課余作業(yè)：課本P95小練習1、2、3.VI、教學(xué)后記:第四章磁與電磁感應(yīng) 4-5自感與互感教學(xué)目的1、了解自感現(xiàn)象2、自感電動勢的計算教學(xué)重、難點教學(xué)重點：1、自感電動勢產(chǎn)生條件：2、自感電動勢的計算。教學(xué)難點：自感現(xiàn)象的運用教學(xué)方法：多媒體演示電磁感應(yīng)實驗教學(xué)時數(shù)：講授法。教 具：黑板、多媒體課件等。教學(xué)過程：I、提出問題：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象、產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？怎樣得到這種條件？如果通過線圈本身 的電流有變化，使它里面的磁通量改變，能不能產(chǎn)生電動勢？II、講授新課：一、自感現(xiàn)象：演示實驗：(1)用下圖電路作演示實驗.(a)如圖HL1和HL2是規(guī)格相同的兩個燈泡，

14、合上開關(guān)，調(diào)行斤使HL1、HL2亮度相同，再 調(diào)節(jié)凡使兩白熾燈正常發(fā)光，然后斷開S再接通電路的瞬間，問同學(xué)們看到了什么？(實驗要反 復(fù)幾次)。(b)現(xiàn)象：HL2正常發(fā)光，HL1逐漸亮起來。(c)分析現(xiàn)象：開關(guān)閉合，電路中電流逐漸增大，線圈的磁通隨著增大，根據(jù)電磁感應(yīng)定 律，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢阻礙線圈中電流的變化，所以通過燈HL1的電流 逐漸增大，燈HL1逐漸亮起來。(2)用圖2電路作演示實驗.(a)如圖接通電路，燈HL正常發(fā)光，再斷開電路。問同學(xué)們看到了什么？(實驗要反復(fù)幾次)(b)現(xiàn)象：斷電的一瞬間，白熾燈突然發(fā)出很強的亮光，然后才熄滅。（C）分析現(xiàn)象：電路斷開的瞬間，通

15、過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通也很快減少，因而在線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。電源這時雖然斷開，但 線圈和燈HL組成了閉合電路，在這個電路中有感應(yīng)電流通過，燈泡不會立即熄火。分析現(xiàn)象：電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通也很快減少，因而在線 圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。電源這時雖然斷開，但線圈和燈HL組成了閉合電路，在這個電路中有 感應(yīng)電流通過，燈泡不會立即熄滅。由實驗可得結(jié)論如下：當線圈中的電流發(fā)生變化時，線圈本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總是阻礙線圈中原來 電流的變化。自感現(xiàn)象：由于線圈本身的電流發(fā)生而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。簡稱自感。二、自感電動勢自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢& 線圈中電流變化所用的時間L 線圈的自感系數(shù)& 線圈中電流的變化量eL 自感電動勢 例：在0.01S內(nèi)，通過一個線圈的電流由0.2A增加到0.4A,線圈產(chǎn)生5V的自感電動勢，求:（1）線圈的自感系數(shù)L是多大？（2）如果通