电流的磁效应(教案)

1郴州技师学院理论课程教师教案本（2015—2016学年第一学期）专业名称电气工程课程名称电工基础授课教师邹滔学校郴州技师学院授课时间2015/3/5教者授课班级13数控2课程名称电工基础授课形式新授授课章节名称磁场与电磁感应授课课时2课时使用教具ppt、黑板等教学目的1、认识磁体与磁感线2、了解直线电流、环形电流和通电螺线管电流的磁场，以及磁场方向与电流的关系。3、掌握右手定则4、了解磁场的主要物理量以及计算教学重点右手定则磁场的主要物理量的计算教学难点右手定则磁场的主要物理量的计算主要内容板书设计电流的磁效应一、磁体的性质二、磁场三、磁感线四、电流的磁场1．直线电流的磁场3甲甲甲甲2、环形电流的磁场课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤4复习导入教学设计【课前复习】用磁体靠近大头针时，发现磁体对大头针有吸引作用，磁体的这种性质叫磁性。磁体的两端对大头针的作用最强（强/弱），这两个部位较磁极。将一个磁体水平的悬挂起来，当他静止时，指南的那个磁极叫做S极，指北的那个磁极叫做N极。当两个磁极靠近时，同名磁极相吸引，异名磁极相排斥。被磁体吸引的大头针能（能/不能）吸引其他大头针，这时它们能（能/不能）表现出磁性。电流的磁效应一、磁体的性质：1．磁体两端磁性最强的部分称为磁极。2.每一个磁铁有N极和S极两种磁极，是成对存在。3.当两个磁铁互相靠近，相同的磁极会互相排斥推开，不相同的磁极会互相吸引黏住。所以说：同极相斥，异极相吸。二、磁场1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N极所指的方向即为该点的磁场方向。三、磁感线1．磁感线磁场的分布用磁感线来描述。如图2-1-7a）和图2-1-7b）所示。所谓磁感线就是在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图2-1-8所示。5图2-1-7a）条形磁铁的磁感线图2-1-7b）条形磁铁的磁感线图2-1-8磁感线方向与磁场方向2．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。电磁炉，电动机是我们生活中经常见到的用电设备，电磁起动机我们在电视上经常看到，我们发现这些用电设备离不开电，有了电他们才能正常工作，但我们又从他们的名称上，或者他们的工作原理上得知，这些用电设备离不开磁。提问：电和磁有关系吗，难道有了电就会有磁产生吗？今天我们就是要验证：电流是否能产生磁场？6三、电流的磁场1．直线电流产生的磁场奥斯特实验：把一条导线平行的放在磁针的上面，给导线通电，观察磁针偏转的情况；给导线施加相反的电压，观察磁针偏转的情况。现象：（1）导线通电后，小磁针发生偏转，调换电流的方向后，小磁针的偏转方向与先前方向相反。（2）通过的电流越大，距导线越近，磁针偏转的角度愈大。结论：（1）通电直导线周围存在着磁场,且磁场具有方向。规定，在磁场的任一点，小磁针N极的受力方向，即下磁针N极的指向，就是该点的磁场方向。（2）通电直导线的磁场可以用安培定则来确定。即用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。2．环形电流产生的磁场通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可以用右手螺旋定则来判定。电流方向7课堂训练注意：应用右手螺旋定则的方法和顺序：1：查清螺线管的绕线方向。2：标出电流在螺线管中的方向。3：用右手螺旋定则确定螺线管的磁极方向。巩固练习：1、判定通电螺线管的N极和S极。2、通电螺线管中的电流方向如图所示，则它的右端是极。3、如图2所示，通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是（）NSNSSN8教学设计四、磁场的主要物理量1．磁通在磁感应强度为B的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直，面积为S的平面，则B与S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通。即=BS磁通的国际单位是韦伯(Wb)。由磁通的定义式，可得SB即磁感应强度B可看作是通过单位面积的磁通，因此磁感应强度B也常叫做磁通密度，并用Wb/m2作单位。2．磁感应强度磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度B。即IlFB磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度是一个矢量，它的方向即为该点的磁场方向。在国际单位制中，磁感应强度的单位是：特斯拉(T)。用磁感线可形象的描述磁感应强度B的大小，B较大的地方，磁场较强，磁感线较密；B较小的地方，磁场较弱，磁感线较稀；磁感线的切线方向即为该点磁感应强度B的方向。匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均相同。3．磁导率(1)．磁导率磁场中各点的磁感应强度B的大小不仅与产生磁场的电流和导体有关，还与磁场内媒介质(又叫做磁介质)的导磁性质有关。在磁场中放入磁介质时，介质的磁感应强度B将发9教学设计生变化，磁介质对磁场的影响程度取决于它本身的导磁性能。物质导磁性能的强弱用磁导率来表示。的单位是：亨利/米(H/m)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下，值越大，磁感应强度B越大，磁场越强；值越小，磁感应强度B越小，磁场越弱。真空中的磁导率是一个常数，用0表示0=4107H/m(2)．相对磁导率r为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空磁导率0为基准，将其他物质的磁导率与0比较，其比值叫相对磁导率，用r表示，即0r根据相对磁导率r的大小，可将物质分为三类：顺磁性物质：r略大于1，如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度B略有增加。反磁性物质：r略小于1，如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁性物质，又叫做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性物质，磁感应强度B略有减小。铁磁性物质：r1，且不是常数，如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质，可使磁感应强度B增加几千甚至几万倍。4．磁场强度在各向同性的媒介质中，某点的磁感应强度B与磁导率之比称为该点的磁场强度，记做H。即HHBBHr0磁场强度H也是矢量，其方向与磁感应强度B同向，国际单位是：安培/米(A/m)。必须注意：磁场中各点的磁场强度H的大小只与产生磁场的电流I的大小和导体的形状有关，与磁介质的性质无关。10课堂小结：1、直线电流、环形电流和通电螺线管电流的磁场，以及磁场方向与电流的关系。2、磁场中垂直于磁场方向的通电直导线受到磁场的作用力3、右手定则4、了解磁通的物理量概念及其在工程技术中的应用。5、了解磁场强度、磁感应强度和磁导率基本概念及其相互关系。教学反思本次课主要学习内容为电流的磁效应及如何应用右手定则判断磁场的方向。根据学生的反应看，缺乏空间想象力，还需练习。