電流的磁效應(yīng)(教案)

1、郴州技師學(xué)院理論課程教師教案本（20152016 學(xué)年 第 一 學(xué)期） 專業(yè)名稱 電氣工程 課程名稱 電工基礎(chǔ) 授課教師 鄒滔 學(xué) 校 郴州技師學(xué)院 授課時(shí)間2015/3/5教者授課班級(jí)13數(shù)控課程名稱電工基礎(chǔ)授課形式新授授課章節(jié)名稱磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)授課課時(shí)2課時(shí)使用教具ppt、黑板等教學(xué)目的1、認(rèn)識(shí)磁體與磁感線2、了解直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管電流的磁場(chǎng)，以及磁場(chǎng)方向與電流的關(guān)系。3、掌握右手定則4、了解磁場(chǎng)的主要物理量以及計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)右手定則 磁場(chǎng)的主要物理量的計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)右手定則 磁場(chǎng)的主要物理量的計(jì)算主要內(nèi)容板書設(shè)計(jì)電流的磁效應(yīng)一、磁體的性質(zhì)二、磁場(chǎng)三、磁感線四、電流的磁場(chǎng)1直線電流

2、的磁場(chǎng)2、環(huán)形電流的磁場(chǎng)課 堂 教 學(xué) 安 排教學(xué)過程主 要 教 學(xué) 內(nèi) 容 及 步 驟復(fù)習(xí)導(dǎo)入教學(xué)設(shè)計(jì)課堂訓(xùn)練教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)【課前復(fù)習(xí)】用磁體靠近大頭針時(shí)，發(fā)現(xiàn)磁體對(duì)大頭針有 吸引 作用，磁體的這種性質(zhì)叫磁性。磁體的兩端對(duì)大頭針的作用最 強(qiáng) （強(qiáng)/弱），這兩個(gè)部位較磁極。將一個(gè)磁體水平的懸掛起來，當(dāng)他靜止時(shí)，指南的那個(gè)磁極叫做 S 極，指北的那個(gè)磁極叫做 N 極。當(dāng)兩個(gè)磁極靠近時(shí)，同名磁極相 吸引 ，異名磁極相 排斥 。被磁體吸引的大頭針 能 （能/不能）吸引其他大頭針，這時(shí)它們 能 （能/不能）表現(xiàn)出磁性。電流的磁效應(yīng)一、磁體的性質(zhì)：1磁體兩端磁性最強(qiáng)的部分稱為磁極。2.每一個(gè)磁鐵有N極

3、和S極兩種磁極，是成對(duì)存在。3.當(dāng)兩個(gè)磁鐵互相靠近，相同的磁極會(huì)互相排斥推開，不相同的磁極會(huì)互相吸引黏住。所以說：同極相斥，異極相吸。二、磁場(chǎng)1磁場(chǎng)：磁體周圍存在的一種特殊的物質(zhì)叫磁場(chǎng)。磁體間的相互作用力是通過磁場(chǎng)傳送的。磁體間的相互作用力稱為磁場(chǎng)力，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。2磁場(chǎng)的性質(zhì)：磁場(chǎng)具有力的性質(zhì)和能量性質(zhì)。3磁場(chǎng)方向：在磁場(chǎng)中某點(diǎn)放一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，它N極所指的方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。三、磁感線1磁感線磁場(chǎng)的分布用磁感線來描述。如圖2-1-7 a）和圖2-1-7 b）所示。所謂磁感線就是在磁場(chǎng)中畫一系列曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，這些曲線稱

4、為磁感線。如圖2-1-8所示。圖2-1-7 a） 條形磁鐵的磁感線 圖2-1-7 b） 條形磁鐵的磁感線圖2-1-8 磁感線方向與磁場(chǎng)方向2特點(diǎn)(1) 磁感線的切線方向表示磁場(chǎng)方向，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。(2) 磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線由N極出來，繞到S極；在磁體內(nèi)部，磁感線的方向由S極指向N極。(3) 任意兩條磁感線不相交。說明：磁感線是為研究問題方便人為引入的假想曲線，實(shí)際上并不存在。電磁爐，電動(dòng)機(jī)是我們生活中經(jīng)常見到的用電設(shè)備，電磁起動(dòng)機(jī)我們?cè)陔娨暽辖?jīng)?？吹?，我們發(fā)現(xiàn)這些用電設(shè)備離不開電，有了電他們才能正常工作，但我們又從他們的名稱上，或者他們的工作原理上得知，這些用電設(shè)

5、備離不開磁。提問：電和磁有關(guān)系嗎，難道有了電就會(huì)有磁產(chǎn)生嗎？今天我們就是要驗(yàn)證：電流是否能產(chǎn)生磁場(chǎng)？三、電流的磁場(chǎng)1直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)奧斯特實(shí)驗(yàn)：把一條導(dǎo)線平行的放在磁針的上面，給導(dǎo)線通電，觀察磁針偏轉(zhuǎn)的情況；給導(dǎo)線施加相反的電壓，觀察磁針偏轉(zhuǎn)的情況。 現(xiàn)象：（1）導(dǎo)線通電后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，調(diào)換電流的方向后，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向與先前方向相反。（2）通過的電流越大，距導(dǎo)線越近，磁針偏轉(zhuǎn)的角度愈大。結(jié)論：（1）通電直導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng),且磁場(chǎng)具有方向。規(guī)定，在磁場(chǎng)的任一點(diǎn)，小磁針N極的受力方向，即下磁針N極的指向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。（2）通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)可以用安培定則來確定。即用右手握住導(dǎo)線，讓

6、拇指指向電流方向，四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。 2環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 通電螺線管的極性跟電流方向的關(guān)系，可以用右手螺旋定則來判定。電流方向注意： 應(yīng)用右手螺旋定則的方法和順序： 1：查清螺線管的繞線方向。 2：標(biāo)出電流在螺線管中的方向。 3：用右手螺旋定則確定螺線管的磁極 方向。鞏固練習(xí)：1、判定通電螺線管的N極和S極。SNNS2、通電螺線管中的電流方向如圖所示，則它的右端是 極。NS3、如圖2所示，通電螺線管與條形磁鐵相互吸引的是 （ ） 四、磁場(chǎng)的主要物理量1磁通在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中取一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直，面積為S的平面，則B與S的乘積，叫做穿過這個(gè)平面的磁通量 F，簡(jiǎn)稱磁通

7、。即F = BS磁通的國(guó)際單位是韋伯(Wb)。由磁通的定義式，可得 即磁感應(yīng)強(qiáng)度B可看作是通過單位面積的磁通，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B也常叫做磁通密度，并用Wb/m2作單位。2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，所受的磁場(chǎng)力F與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il的比值叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。即 磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，它的方向即為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是：特斯拉(T)。用磁感線可形象的描述磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，B較大的地方，磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線較密；B較小的地方，磁場(chǎng)較弱，磁感線較??；磁感線的切線方向即為該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向。勻

8、強(qiáng)磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向均相同。3磁導(dǎo)率(1)磁導(dǎo)率 m磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不僅與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流和導(dǎo)體有關(guān)，還與磁場(chǎng)內(nèi)媒介質(zhì)(又叫做磁介質(zhì))的導(dǎo)磁性質(zhì)有關(guān)。在磁場(chǎng)中放入磁介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B將發(fā)生變化，磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響程度取決于它本身的導(dǎo)磁性能。物質(zhì)導(dǎo)磁性能的強(qiáng)弱用磁導(dǎo)率 m 來表示。m 的單位是：亨利/米(H/m)。不同的物質(zhì)磁導(dǎo)率不同。在相同的條件下，m 值越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)；m 值越小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小，磁場(chǎng)越弱。真空中的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)，用 m0表示m0 = 4p ´ 10-7 H/m(2)相對(duì)磁導(dǎo)率 m r為便于對(duì)各種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能

9、進(jìn)行比較，以真空磁導(dǎo)率 m0為基準(zhǔn)，將其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率 m 與 m0比較，其比值叫相對(duì)磁導(dǎo)率，用 mr表示，即 根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率 m r的大小，可將物質(zhì)分為三類：順磁性物質(zhì)：m r 略大于1，如空氣、氧、錫、鋁、鉛等物質(zhì)都是順磁性物質(zhì)。在磁場(chǎng)中放置順磁性物質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B略有增加。反磁性物質(zhì)：m r略小于1，如氫、銅、石墨、銀、鋅等物質(zhì)都是反磁性物質(zhì)，又叫做抗磁性物質(zhì)。在磁場(chǎng)中放置反磁性物質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B略有減小。鐵磁性物質(zhì)：m r >> 1，且不是常數(shù)，如鐵、鋼、鑄鐵、鎳、鈷等物質(zhì)都是鐵磁性物質(zhì)。在磁場(chǎng)中放入鐵磁性物質(zhì)，可使磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加幾千甚至幾萬(wàn)倍。4磁場(chǎng)強(qiáng)度在各向同性的媒介質(zhì)中，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁導(dǎo)率 m 之比稱為該點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，記做H。即磁場(chǎng)強(qiáng)度H也是矢量，其方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B同向，國(guó)際單位是：安培/米(A/m)。必須注意：磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流I的大小和導(dǎo)體的形狀有關(guān)，與磁介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。課堂小結(jié)：1、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管電流的磁場(chǎng)，以及磁場(chǎng)方向與電流