21安培環(huán)路定律匯總

第一節(jié)安培環(huán)路定律電子教案編號NO201 課題2.1安培環(huán)路定律課時4編寫日期年月日授課教師陰元河授課專業(yè)班次日期年月日第周星期第節(jié)教學(xué)目標(biāo)1、 掌握磁路、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強(qiáng)度、磁動勢、磁阻等的基本概念2、 掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強(qiáng)度、磁動勢、磁阻的相關(guān)計(jì)算公式3、 掌握安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)磁路、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強(qiáng)度、磁動勢、磁阻等的基本概念安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)課型新課教具器材多媒體白板

一、磁路的幾個基本物理量1、磁路：主要有鐵磁材料構(gòu)成而為磁通集中通過的閉合路徑，稱為磁通。磁路中的鐵磁材料稱為鐵芯。圖1.1是一個均勻密繞的空心環(huán)形線圈，匝數(shù)為。當(dāng)電流I通過線圈時，在環(huán)形線圈內(nèi)就產(chǎn)生磁場。環(huán)內(nèi)磁力線是一些以o為圓心的同心圓，其方向可用右手螺旋定則確定。磁力線通過的路徑稱為磁路，環(huán)形線圈的磁路是線圈所包圍的圓環(huán)。教學(xué)組織與過O-t6 6-圖11.2、磁感應(yīng)強(qiáng)度：2、有大小而且有方向，是一個矢量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場橋，跟通電電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的公式(定義式)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位(板書)在國際單位制中，B的單位是特斯拉(T)，由B的定義式可知:(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，不但有大小，而且有方向，其方向即為該處磁場方向.順便說明，一般的永磁體磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.5T左右，地球表面的地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約為5.0X10-5T.（5）電磁力F=BIL方向的判定：左手定則左手定則：如圖1.2,左手平展，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)。把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流所指方向，則大拇所指指的方向就是導(dǎo)體受力的方向。3、磁通量磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系.為了定量地確定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系，規(guī)定：在垂直磁場方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。▎挝皇翘兀?shù)值相同.這里應(yīng)注意的是一般畫磁感線可以按上述規(guī)定的任意倍來畫圖，這種畫法只能幫助我們了解磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，方向的分布，不能通過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值.提問：各點(diǎn)電場強(qiáng)度方向、大小均相同的電場叫什么電場？這種電場電場線的分布有什么特點(diǎn)？應(yīng)答：這種電場叫做勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場電場線的分布是間距相同方向一致的平行直線.提問：什么叫做勻強(qiáng)磁場，怎樣用磁感線描述勻強(qiáng)磁場？應(yīng)答：對于某范圍內(nèi)的磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均相同，則該范圍內(nèi)的磁場叫做勻強(qiáng)磁場.可以用間距相同、方向一致的平行直線描述勻強(qiáng)磁場.距離很近，相對面積相同且互相平行的異名磁極之間的磁場都可看做是勻強(qiáng)磁場.密繞螺線管中的磁場也可看做是勻強(qiáng)磁場.（1） 磁通量的定義穿過某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過這個面積的磁通量，用符號6表示.（2） 磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系因?yàn)榘辞懊娴囊?guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向的面積S上的磁通量④為④=BS磁通量的單位在國際單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡稱韋.1韋（Wb）=1特（T）X1米2（m2）由④=BS，可得B=0/S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B等于垂直于磁場單位面積上的磁通量，也叫做磁通密度，用韋（Wb）/米2（m2）作單位.4、磁導(dǎo)率5、磁場強(qiáng)度為了排除介質(zhì)對磁場的影響，使計(jì)算更加方便，引入磁場強(qiáng)度這個物理量，其定義是6、磁動勢7、磁阻描述磁路對磁通阻礙作用大小的物理量稱為磁阻。一段磁路的磁阻^與磁路介質(zhì)的導(dǎo)磁率以及磁路截面成反比，與該段磁路的平均長度成正比，即二、安培環(huán)路定律1.安培環(huán)路的定理：靜電場的環(huán)流，由靜電場的這一特性知道靜電場為保守場，靜電場力做功與路徑無關(guān)，因此在靜電場中可以引入電勢這個物理量來描述電場。對由恒定電流激發(fā)的磁場，因?yàn)榇鸥袘?yīng)線總是閉合的，所以可以預(yù)期對任一閉合曲線，恒定磁場的環(huán)流可以不為零。下面通過無限長直電流產(chǎn)生的磁場，簡單討論磁場的環(huán)流。閉合回路包圍無限長載流直導(dǎo)線，回路平面垂直于電流：設(shè)無限長直電流垂直指向外，在垂直于該電流的平面內(nèi)圍繞該電流取任一閉合環(huán)路。在閉合環(huán)路上任取線元dl，則：對閉合環(huán)路積分得：若回路繞行方向相反，則：⑵閉合回路不包圍電流：可以證明：以上結(jié)論對任意電流和任意閉合環(huán)路都成立。安培環(huán)路定理：磁感強(qiáng)度沿任意閉合環(huán)路的積分，等于穿過該閉合環(huán)路內(nèi)所有電流的代數(shù)和乘以U0,與環(huán)路外電流無關(guān)。當(dāng)回路繞行方向與電流方向符合右螺旋法則時，I>0;反之，I<0。討論：安培環(huán)路定理中，環(huán)路上的是環(huán)路內(nèi)、外電流共同產(chǎn)生的。所以，的環(huán)流為零，并不表示環(huán)路上的處處為零。磁場的環(huán)路可以不等于零，說明磁場不是保守場，或矢量的環(huán)流不具有功的意義。因此，磁場中不能引入標(biāo)量勢的概念來描述磁場。這說明磁場和靜電場是本質(zhì)上不同的場。2.安培環(huán)路定理的應(yīng)用：與靜電場中利用高斯定理可以求解某些對稱分布的電場一樣。對于某些具有對稱分布的磁場，也可以應(yīng)用安培環(huán)路定理來求解。(1) 載流長直螺線管內(nèi)的磁場：設(shè)長直載流螺線管均勻密繞，單位長度上導(dǎo)線的匝數(shù)為n，導(dǎo)線內(nèi)通有恒定的電流I。螺線管密繞時，磁感應(yīng)線全部穿過螺線管內(nèi)，螺線管外中部附近磁感強(qiáng)度近似為零。取如圖所示的安培環(huán)路MNOPM，因?yàn)槁菥€管外磁場為零，且NO、PM段在螺線管內(nèi)與磁場方向垂直，所以磁場對NO、OP、PM三段的積分為零，即：得： 由此結(jié)果可見：在長直螺線管內(nèi)中部附近的磁場是均勻的。載流螺繞環(huán)(螺線環(huán))內(nèi)、外的磁場：設(shè)環(huán)形螺線管內(nèi)、外半徑分別為r1、r2，環(huán)上線圈密繞，總匝數(shù)為N,線圈內(nèi)通有電流I。螺繞環(huán)密繞時，磁場全部集中在環(huán)內(nèi)，環(huán)外無磁場。由對稱性：環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)線為一系列同心圓環(huán)，取半徑為r的磁感應(yīng)線為環(huán)路，則磁場沿該環(huán)路的積分為：即螺線環(huán)環(huán)內(nèi)：當(dāng)r2r1<<r1，r2時，取螺繞環(huán)平均半徑為R，則：即：當(dāng)螺線環(huán)很細(xì)時，其環(huán)內(nèi)磁感強(qiáng)度的大小與螺線管內(nèi)磁感強(qiáng)度大小相同。無限長載流圓柱體內(nèi)、外的磁場：設(shè)一半徑為R的無限長載流直圓柱體，電流I沿軸線方向均勻分布。由對稱性：圓柱體內(nèi)、外的磁感應(yīng)線都是垂直于軸線的同心圓。取半徑為r的任意磁感應(yīng)線為積分環(huán)路，則對該閉合環(huán)路，磁場的環(huán)流為：當(dāng)r<R時：所以，圓柱體內(nèi)磁感強(qiáng)度隨半徑r的分布為：與r成正比。當(dāng)r>R時：所以，圓柱體外磁感強(qiáng)度隨半徑r的分布為：與r成反比。已具備知識初中物理知識教學(xué)方法教法任務(wù)驅(qū)動法學(xué)法自主合作法教學(xué)媒體及輔件課件環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動備注任務(wù)準(zhǔn)備1.檢查出勤、儀表2填寫考勤表課程表）進(jìn)行課前準(zhǔn)備；漸入學(xué)習(xí)角色組織課堂，營造管理的學(xué)習(xí)情景；任務(wù)引入課前復(fù)習(xí)思考回答舊知創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境溫故：對前一次課程內(nèi)容的回顧；引入新的任務(wù)任務(wù)提出教師提出本次課要完成的總?cè)蝿?wù)接收任務(wù)，分組討論：一二組：1三四組：2五六組：3任務(wù)研究教師帶領(lǐng)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)；學(xué)生以小組為單位討頭腦風(fēng)暴、各抒

啟發(fā)學(xué)生論任務(wù)的實(shí)施方法己見、明確分工方案交流組織各小組介紹各自的任務(wù)完成方法各小組說明自己完成任務(wù)的方法使各組可以取長補(bǔ)短任務(wù)實(shí)施巡視、幫助、啟發(fā)、調(diào)協(xié)以小組為單位，根據(jù)組內(nèi)任務(wù)分配，各自完成自己的任務(wù)；組內(nèi)交流，匯聚成果3.準(zhǔn)備交流材料做中學(xué)，做中教，教師巡視指導(dǎo)協(xié)調(diào)任務(wù)交流組織學(xué)生將各自的任務(wù)結(jié)果向全體同學(xué)展示交流各組分別就自己的成果向全