第4章 磁場及電磁感應

《電工電子技術與技能》第三版電子教案PAGEPAGE7課題4.1磁場課型新課授課班級授課時數(shù)1教學目標1.能理解磁場的概念及其基本物理量2.會分析電流產(chǎn)生的磁場3.會判斷載流導體在磁場中所受的力教學重點1.會分析電流產(chǎn)生的磁場2.會判斷載流導體在磁場中所受的力教學難點會判斷載流導體在磁場中所受的力教學方法讀書指導法、分析法、演示法、練習法。學情分析教后記圖4.1指南針A.圖4.1指南針新課指南針是我國古代四大發(fā)明之一。地球是個大磁體，指南針在地球的磁場作用下，磁針的北極始終指向地理的北極，利用這一性能可以辨別方向，常用于航海、大地測量、旅行及軍事等方面，如圖4.1為指南針。B.新授課4.1.1磁場【磁體】具有磁性的物質(zhì)就稱為磁體，磁體可分為天然磁體（如吸鐵石）和人造磁體兩大類。常見的人造磁體有條形、蹄形和針形等，如圖4.2所示。圖4.3圖4.3磁極間的相互作用圖4.2人造磁體【磁場與磁感線】磁體之間相互吸引或排斥的力稱為磁力.磁體周圍存在磁力作用的區(qū)域稱為磁場。在磁場中可以利用磁感線來形象的表示各點的磁場方向，如圖4.4所示。圖4圖4.4磁感線的分布圖磁感線具有以下特征：1）磁感線是互不交叉的閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極；2）磁感線上任意一點的切線方向，就是該點的磁場方向；3）磁感線的疏密程度反映了磁場的強弱，磁感線越密表示磁場越強?！敬磐ā堪汛怪贝┻^磁場中某一截面的磁感線條數(shù)稱為磁通,用字母表示,單位為韋伯(Wb),簡稱韋。它反應了磁場中這一截面上磁場的強弱?！敬鸥袘獜姸取繂挝幻娣e上垂直穿過的磁感線數(shù),稱為磁感應強度，用字母B來表示,如圖4.5所示。在勻強磁場中，磁感應強度可表示為（4-1）圖4.5磁感應強度式中，表示磁感應強度，單位是特（T）；表示與磁場方向垂直的平面面積，單位是平方米（m2圖4.5磁感應強度【提示】若磁場中各點磁感應強度的大小和方向相同，這種磁場就稱為勻強磁場。4.1.2電流的磁場【通電直導線周圍的磁場】如圖4.8a所示,通電直導線的磁感線是以導線上各點為圓心的同心圓。磁場的方向可用右手螺旋定則來判定，即右手握住通電直導線，讓大拇指方向與電流方向一致，則四指環(huán)繞方向就是磁場方向。（a）（a）直導線周圍的磁場（b）螺線管產(chǎn)生的磁場圖4.8電流的磁場【通電螺線管產(chǎn)生的磁場】通電螺線管的磁性很像一根條形磁鐵，一端相當于N極，另一端相當于S極，如圖4-8b所示。磁場的方向同樣可用右手螺旋定則來判定，即右手握住螺線管，彎曲的四指指向與電流方向一致，則大拇指指向通電螺線管內(nèi)部磁感線的方向即為通電螺線管的N極。4.1.3載流導線在磁場中所力如圖4.9所示，將一段通電導線垂直放入磁場中,導體會受到一個力的作用,這個力稱為電磁力,用F表示。F的大小與導體中電流的大小成正比,與處于磁場中導線的有效長度及磁場的磁感應強度B成正比,即：（4－2）圖4.9磁場對電流的作用力式中,的單位是牛（N）；的單位是特（T）；的單位是安（A）；的單位是米（m）。圖4.9磁場對電流的作用力通電直導線在磁場中受到的電磁力的方向可以用左手定則來判定：如圖4.10所示，伸出左手，使大拇指與其余四指垂直，并在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直進入手心，并使四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是導線的受力方向。（a）示意圖（b）左手定則（a）示意圖（b）左手定則圖4.10導體受到電磁力的判定練習布置作業(yè)思考與練習4-1、4-2、4-3、4-4

課題4.2電磁感應課型新課授課班級授課時數(shù)1教學目標1.能理解電磁感應現(xiàn)象及定律2.能理解楞次定律3.能正確熟練使用楞次定律與右手定則。教學重點1.能理解楞次定律2.能正確熟練使用楞次定律與右手定則。教學難點能正確熟練使用楞次定律與右手定則。教學方法讀書指導法、分析法、演示法、練習法。學情分析教后記新課A．上節(jié)內(nèi)容回顧新課B．本節(jié)話題引入通過前面的學習我們知道電流可以產(chǎn)生磁場，那么磁場可以產(chǎn)生電流嗎？實驗證明磁場也可以產(chǎn)生電流，發(fā)電機就是利用這一原理發(fā)明的C．新授課4.2.1電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象（a）（b）圖4.11電磁感應現(xiàn)象【實驗內(nèi)容及現(xiàn)象】如圖4（a）（b）圖4.11電磁感應現(xiàn)象【結論】當穿過一個閉合導體回路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，不管這種變化是由于什么原因所引起的，回路中就會產(chǎn)生電流。變化的磁場能在導體中產(chǎn)生感應電動勢,這種現(xiàn)象稱為電磁感應現(xiàn)象。由電磁感應產(chǎn)生的電動勢稱為感應電動勢,由感應電動勢引起的電流稱為感應電流。4.2.2感應電流的方向1.右手定則如圖4.12所示，當導體在磁場中做切割磁力線運動時，感應電流的方向用右手定則判斷：使大拇指跟其余四個手指垂直并且與手掌在同一平面上，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運動方向，則其余四指的指向就是感應電流的方向。圖4圖4.12右手定則示意圖2.楞次定律閉合導體回路中感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。如圖4.13a所示，當磁鐵插入線圈時,穿過線圈的磁通量增加,感應電流的磁場與原磁場方向相反；圖4.13b中，當磁鐵從線圈中抽出時，穿過線圈的磁通量減少，感應電流的磁場與原磁場方向相同。44.13用楞次定律判定感應電流的方向利用楞次定律可以判定感應電流的方向,方法是右手握拳，拇指指向磁場變化的反方向，則四指方向即為感應電流的方向。由此可判定圖4.13a中感應電流的方向為順時針，圖4.13b中感應電流的方向為逆時針。4.2.3電磁感應定律電路中感應電動勢的大小與線圈中磁通的變化率成正比，這一規(guī)律稱為法拉第電磁感應定律，其表達式為（4-3）式中，表示N匝線圈的磁通變化量，單位是韋伯（Wb）；表示磁通變化所需的時間（S