第四章磁场与电磁感应教案Word格式文档下载.docx
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也叫磁感线,形象的描述磁场的大小和方向。
是假想的互不交叉的闭合曲线,在磁体外部是N极指向S极,在磁体内部是S极指向N极。
5、磁力线的特点
(1)磁感线的切线方向表示磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。
(2)磁感线是闭合曲线,在磁体外部,磁感线由N极出来,绕到S极;
在磁体内部,磁感线的方向由S极指向N极。
(3)任意两条磁感线不相交。
说明:
磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线,实际上并不存在。
作业,巩固与练习1。
4-1磁场
(二)教案
1、掌握电流产生磁场的右手螺旋定则;
2、会用右手螺旋定则判断磁场的方向
右手螺旋定则
磁场方向的判断
4-1磁场
(二)
磁场、磁感线
电流的磁场
安全教育3分钟,过马路注意安全。
二.电流的磁场
1.通电直导线周围的磁场
通电导体周围要产生磁场,磁场的方向与电流的方向有关。
右手螺旋定则1:
(判定通电直导线磁场方向)
右手握住导体,伸直大拇指,大拇指指向电流方向,弯曲四指所指方向即为磁力线方向。
电流方向的符号表示,规定:
×
表示流进
.表示流出
以上方向的符号规定同样适合磁场的方向
2.环形电流的磁场
○环形电流磁场的磁感线:
是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形导线的中心轴线上,磁感线和环形导线的平面垂直(图4)。
○环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定:
让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向.
3.通电线圈的磁场
右手螺旋定则2:
(判定通电线圈磁场方向)
右手握住导体,让弯曲的四指方向与电流方向一致,大拇指所指方向就是线圈内磁力线的方向。
通过演示、举例、提问的方法让学生掌握以上判定磁场方向的定则。
作业:
巩固与练习2、3。
4-1磁场(三)教案
课型
分类
专业课
课程
名称
电工基础
磁场的主要物理量
1、知道理解有关磁场物理量(磁通、磁感应强度)的意义;
2、记住上述物理量的单位和符号。
磁感应强度、磁通
磁感应强度的理解和计算
4-1磁场(三)
安全教育3分钟,水卡等不要会磁场放在一起。
一.磁通
1、磁通的概念:
磁通是描述磁场在某一范围内分布情况的物理量。
通过垂直于磁场方向上某一面积的磁力线数目叫磁通。
φ
2、磁通的大小:
与磁力线的数目(磁场强度)的大小成正比,与所选取的面积大小成正比。
单位为韦伯,Wb
3、磁通的方向:
磁通的方向与磁力线的方向一致。
二.磁感应强度
1、磁感应强度的定义
垂直穿过单位面积磁力线数目叫磁感应强度或磁通密度,矢量。
2、磁感应强度的公式
B=或Φ=BS
单位,特斯拉,T,或韦伯/米2,Wb/m2
3.磁感应强度的方向
磁感应强度方向的规定:
磁场中某点的磁力线切线的方向,就是该点的磁感应强度方向。
三.磁导率
1.磁导率的基本概念
磁导率表示媒介质导磁性能的物理量,反映物质导磁能力的大小,磁导率用μ表示,单位是亨利每米,H/m
真空磁导率μ0=4π×
10-7H/m
相对磁导率----任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作相对磁导率,用μr表示.即:
为便于对各种物质的导磁性能进行比较,以真空磁导率μ0为基准,将其他物质的磁导率μ与μ0比较,其比值叫相对磁导率,用μr表示,即
2.按磁导率的大小,物质分为3类:
(1)顺磁物质.如空气、铝、铂,其μr稍大于1。
(2)反磁物质.如氢、铜,其μr稍小于1。
(3)铁磁物质.如铁、钴、镍、硅钢,其μr远大于1。
作业,巩固与练习4、5
4-2磁场对电流的作用
(一)教案
磁场对载流导体的作用
1、掌握磁场对载流直导体的作用力方向的判断定则,左手定则;
2、掌握磁场对通电线圈的作用力方向的判断方法;
3、了解磁场对载流直导体作用力大小的计算公式;
左手定则
磁场对通电线圈的作用力的大小和方向
4-2磁场对电流的作用
(一)
安全教育3分钟,上下楼梯,请靠右行,轻声慢步,请勿拥挤。
一.磁场对载流直导体的作用
1、载流直导体的受力方向
左手定则:
平伸左手,大拇指和四指垂直,让磁力线垂直穿过掌心,四指指向电流方向则大拇指的指向就是电磁力的方向。
2、载流直导体的受力大小
举生活中例子,让学生感性认识。
(1)内容:
作用在导线上的电磁力的大小F与通过导线的电流I成正比,与磁场的磁感应强度B成正比,以及与在磁场中的导线长度成正比。
(2)公式:
F=BILF=BILsinα
式中单位F——N,牛顿B——Wb/m2,韦伯/米2
I——A,安培L——m,米
[例2.2]已知:
L=1.2m,I=8A,B=0.5T,α1=900,α2=600,α3=00,
求:
F1;
F2;
F3
解:
F=BILsinα
F1=BILsinα1=0.5×
8×
1.2×
sin900=4.8(N)
F2=BILsinα2=0.5×
sin600=2.4(N)
F3=BILsinα3=0.5×
sin00=0
练习抽问形式解答
二、平行直导线间的作用力
两条相距较近且相互平行的直导线,当通过相同方向的电流时,他们相互吸引。
两条相距较近且相互平行的直导线,如果通过方向相反的电流时,他们相互排斥。
小结:
1、载流直导体的受力方向用左手定则来判断
2、载流直导体的受力大小,公式:
F=BIL
作业,巩固与练习,1
4-2磁场对电流的作用
(二)教案
4-2磁场对电流的作用
(二)
安全教育3分钟,坐车注意安全,不要拥挤。
三、磁场对通电线圈的作用
1、转动方向的判断:
用左手定则
2、线圈所受力矩的大小(了解)
力矩公式:
M=BIL1L2M=BIS
M——牛顿米
M=BIL1L2sinα
M=BISsinαM——牛顿米,上式为力矩通用公式。
应用举例
1.判断下图中导线A所受磁场力的方向
2.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
解析:
小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以在螺线管内部磁感线方向由a→b,根据安培定则可判定电流由c端流出,由d端流入,故c端为电源的正极,d端为负极.
磁场对通电线圈的作用的转动方向的判断,用左手定则
作业,巩固与练习,2、3
4-3电磁感应
(一)教案
电磁感应
1、掌握直导体在磁场中运动而切割磁感线时产生感应电动势的方向判断定则,用右手定则;
2、了解线圈中的感应电动势的法拉第电磁感应定律;
3、知道楞次定律;
会简单的应用
右手定则;
楞次定律
楞次定律及应用
4-3电磁感应
(一)
安全教育3分钟,礼貌待人,注意安全。
一.电磁感应现象
先举例,引出电磁感应现象等概念。
电磁感应现象:
变化的磁场在导体中产生电动势的现象叫做电磁感应现象。
感应电动势:
由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势。
感应电流:
感应电动势在闭合回路中形成的电流叫做感应电流。
直导体在磁场中运动而切割磁感线,导体中会产生感应电动势。
(1)感应电动势的方向。
用右手定则来判断。
右手定则:
伸开右手,四指并拢并与大拇指垂直,让磁感线垂直穿过手心,让磁感线从手心进入,大拇指指向导体的运动方向,则四指所指方向就是感应电动势e的方向。
(举例说明,抽问检查学生掌握效果。
)
(2)感应电动势的大小
内容:
感应电动势e的大小与导体的有效长度L、导体的运动速度v、以及磁感应强度B成正比,并与导体的运动的方向有关。
公式:
e=BLvsinα
单位,e——V,B——T,L——M,v——m/s
因此导体的运动方向与磁感应强度方向平行时,E=0,导体的运动方向与磁感应强度方向垂直时,E为最大。
[例题]已知:
B=0.8T,L=20cm=0.2m,v=15m/s,R=47Ω,r=1Ω。
(1)e;
I;
(2)F1
解:
(1)e=BLv=0.8×
0.2×
15=2.4(v)
I=e/(R+r)=2.4/(47+1)=0.05(A)
(2)F=BIL=0.8×
0.05×
0.2=0.008(N)
F1=F=0.008(N)
二.线圈中的感应电动势
当穿过线圈的磁通发生变化时,线圈中就会产生感应电动势。
感应电动势的方向由楞次定律来判定;
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律来计算。
法拉第电磁感应定律(感应电动势的大小)
法拉第电磁感应定律的内容:
当穿过线圈的磁通发生变化时,线圈俩端的感应电动势的大小等于磁通变化率。
法拉第电磁感应定律的公式:
e=∣∣N
式中单位,e——V;
Φ——Wb;
t——s;
作业,巩固与练习1
4-3电磁感应
(二)教案
2了解线圈中的感应电动势的法拉第电磁感应定律;
3、会楞次定律的基本应用;
楞次定律的基本应用
楞次定律和应用
4-3电磁感应
(二)
安全教育3分钟,不要坐在桌子上,避免跌倒。
三、楞次定律(感应电动势的方向)(难点)
感生电流的磁场,总是阻碍原磁场的变化。
(记住)
[例4.7]如图所示,在磁场中直导体AB与金属方框接触,且能在金属方框上滑动试根据图中给出的磁场方向和导体AB的运动方向,分别求:
(1)闭合回路中感应电动势的方向;
(2)闭合回路中感生电流的方向;
(3)感生电流的磁场方向;
(1)根据右手定则,判断感应电动势的方向由A指向B。
(2)回路中感生电流的方向是逆时针方向。
(3)右手螺旋定则2判断,感生电流的磁场方向流出。
(提问)怎样利用楞次定律来判断感生电流的方向?
应用楞次定律来判断感生电流的方向的步骤:
1.确定原磁场(磁通)的方向。
2.确定原磁场(磁通)的变化情况,是增加还是减少?
3.根据原磁场(磁通)的变化情况来确定新磁场即感生电流的磁场方向。
(关键)
a、若原磁场(磁通)增加,则新磁场方向原磁场相反;
b、若原磁场(磁通)减少,则新磁场方向原磁场相同;
4.根据第3步确定的新磁场即感生电流的磁场方向,用右手螺旋定则来确定感应电动势的方向。
[例4.8]一个N=500匝的线圈内有磁通φ=4×
103Wb,在半秒钟内增加到5×
103Wb,问线圈中感应电动势的大小和方向如何?
已知:
N=500匝,Φ1=4×
103Wb,Φ2=5×
103Wb,△t=0.5秒。
求:
(1)感应电动势的大小e
(2)感应电动势的方向
(1)E总=N
=—500×
=—1(v)
(2)根据楞次定律,按右手螺旋定则判断,线圈中感应电动势的方向如图中箭头所示。
作业,巩固与练习,2、3
4-4自感与互感教案
自感与互感
1、知道自感和互感的概念
2、会进行简单的自感电动势大小的计算;
自感与互感现象
自感系数
4-4自感与互感
安全教育3分钟,下雨天路滑,注意防跌倒。
一、自感现象
举例说明自感现象,自感现象----由于流过线圈自身电流发生变化而产生感应电动势的现象叫做自感现象,简称自感.eL
二、自感系数
自感系数=自感量=电感L
自感磁链----电流通过线圈后,使N匝线圈具有的磁通,叫自感磁链。
公式
自感系数----线圈中通过单位电流所产生的自感磁链称为自感系数。
L公式
式中ψ----由自身线圈的电流产生的自感磁链,Wb;
i---流过线圈电流,A
L---线圈的电感量
三、自感电动势
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比。
当线圈中的电流在1s内变化1A时,引起的自感电动势是1V,则这个线圈的自感系数就是1H。
四、互感现象
图4.45互感应现象
1.互感现象:
由一个线圈的交变电流在另一个线圈中产生感应电压的现象叫做互感现象。
2.互感电动势
设两个靠得很近的线圈,当第一个线圈的电流i1发生变化时,将在第二个线圈中产生互感电动势EM2,
同理,当第二个线圈中电流i2发生变化时,在第一个线圈中产生互感电动势EM1为
上式说明,线圈中的互感电动势,与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比。
互感电动势的方向,可用楞次定律来判断。
自感现象----由于流过线圈自身电流发生变化而产生感应电动势的现象叫做自感现象,简称自感
作业,判断感生电流的方向。
4-5铁磁材料与磁路教案
磁路欧姆定律
1、了解磁化的概念,了解磁路的概念,知道铁磁材料的分类
2、了解磁路欧姆定律
磁化曲线
4-5铁磁材料与磁路
铁磁材料
安全教育3分钟,注意交通安全,礼貌礼让。
一、铁磁物质的磁化
使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。
线圈中的磁通随电流I变化的规律可以用φ-I曲线来表示,称为磁化曲线。
二、铁磁材料的分类
不同的铁磁物质具有不同磁滞回线,他们的用途也不相同,铁磁材料一般可以分为三大类:
硬磁材料、软磁材料、矩磁材料。
三、磁路
1.磁路磁通经过的闭合路径叫磁路。
磁路和电路一样,分为有分支磁路和无分支磁路两种类型。
2.磁路的欧姆定律
磁动势通电线圈产生的磁通Φ与线圈的匝数N和线圈中所通过的电流I的乘积成正比。
把通过线圈的电流I与线圈匝数N的乘积,称为磁动势,也叫磁通势,即Em=NI
磁动势Em的单位是安培(A)。
磁阻磁阻就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用,用Rm表示。
磁路中磁阻的大小与磁路的长度l成正比,与磁路的横截面积S成反比,并与组成磁路的材料性质有关。
因此有
式中,μ为磁导率,单位H/m,长度l和截面积S的单位分别为m和m2。
因此,磁阻Rm的单位为1/亨(H-1)。
由于磁导率μ不是常数,所以Rm也不是常数。
(1)磁路欧姆定律通过磁路的磁通与磁动势成正比,与磁阻成反比,即公式与电路的欧姆定律相似,磁通Φ对应于电流I,磁动势Em对应于电动势E,磁阻Rm对应于电阻R。
因此,这一关系称为磁路欧姆定律。
(2)磁路与电路的对应关系
磁路中的某些物理量与电路中的某些物理量有对应关系,同时磁路中某些物理量之间与电路中某些物理量之间也有相似的关系。
表4-4磁路和电路中对应的物理量及其关系式
电路
磁路
电流I
电阻
电阻率ρ
电动势E
电路欧姆定律
磁通Φ
磁阻
磁导率μ
磁动势
磁路欧姆定律
采用比较学习法和欧姆定律对比,能够更好的掌握磁路欧姆定律。
作业,巩固与练习2、3
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- 第四 磁场 电磁感应 教案