电工学教案第二章_电工学第二章教案

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教案

（七）一、教学内容

§2-1 磁场

二、教学目的和要求

1．了解直线电流、环形电流所产生的磁场。2．会用安培定则判断磁场的方向。

三、教学重点和难点

重点：安培定则判断直线电流和环形电流所产生的磁场方向。难点：磁场和磁感线。

四、教学过程

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-1 磁场

一、磁体及其性质

磁性——某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质。磁体——具有磁性的物体。

磁极——磁体两端磁性最强的部分。指北的磁极称北极（N），指南的磁极称南极（S）。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

二、磁场与磁感线 1．磁场

磁场——在磁体周围的空间中存在的一种特殊物质。磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的。

2．磁感线

磁感线——磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的磁针N极所指的方向。

磁感线的方向：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。

均匀磁场——在磁场的某一区域里，磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线。

三、电流的磁场

电流的磁效应——电流产生磁场的现象。

1．直线电流产生的磁场

右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，则弯曲的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

右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是通电螺线管的磁场北极的方向。

作业：练习册P12-13

课后小结：

教案

（八）一、教学内容

§2-2 磁场的主要物理量

二、教学目的和要求

1．理解磁感应强度的概念。2．理解磁通和磁导率的概念。

三、教学重点和难点

重点：磁感应强度 难点：磁通和磁导率

四、教学过程

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-2 磁场的主要物理量

一、磁感应强度

磁感应强度——在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值，用B表示，单位为特斯拉，简称特（T）。

磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场的方向。

磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小。在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，磁场越强。

二、磁通

磁通——设在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用Φ表示。

Φ = BS

磁通的单位是韦伯（Wb），简称韦。

这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单位。

三、磁导率

磁导率——用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示，其单位为H/m（亨/米）。

相对磁导率——任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值，用μr表示，即

ΦBSr0铁磁物质的磁化：

磁化——使原来没有磁性的物质具有磁性的过程。

作业：练习册P13

课后小结：

教案

（九）一、教学内容

§2-3 磁场对电流的作用

二、教学目的和要求

1．掌握电流在磁场中受电磁力作用的知识。2．会用左手定则判断电磁力的方向。

三、教学重点和难点

重点：磁场对通电直导体的作用。难点：通电平行直导体间的作用。

四、教学过程

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-3 磁场对电流的作用

电磁力——通电导体在磁场中受到的力，也称安培力。

一、磁场对通电直导体的作用 1．方向的判别——左手定则

平伸左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。

2．大小的计算

 α=90°时，电磁力最大。 α=0 °时，电磁力最小。

 当电流方向与磁场方向斜交时，电磁力介于最大值和最小值之间。

二、通电平行直导线之间的作用

三、磁场对通电线圈的作用

作业：练习册P14-15

课后小结：

教案

（十）一、教学内容

§2-4 电磁感应

二、教学目的和要求

1．理解电磁感应的概念。

2．掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律。

三、教学重点和难点

重点：直导线切割磁感线产生感应电动势。难点：楞次定律。

四、教学过程

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-4 电磁感应

一、电磁感应现象

将一条形磁铁放置在线圈中，当条形磁铁静止时，检流计的指针不偏转，但将条形磁铁迅速地插入或拔出时，检流计的指针都会发生偏转，说明线圈中有电流。

利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流。条形磁铁插入和拔出线圈时产生感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势。

二、楞次定律

楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系，即：感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。

三、法拉第电磁感应定律

线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。单匝线圈产生的感应电动势的大小：

ΦetΦeNtN匝线圈产生感应电动势的大小：

四、直导线切割磁感线产生感应电动势

1．感应电动势的方向

右手定则——平伸右手，大拇指与其余四指垂直，让磁感线穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。

2．感应电动势的大小

【例2－1】 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长度为l的直导体AB，可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度v向左匀速运动时，试确定导体中感应电动势的方向和大小。

解：

（1）导体向左运动时，导电回路中磁通将增加，根据楞次定律判断，导体中感应电动势的方向是B端为正，A端为负。用右手定则判断，结果相同。

（2）设导体在△t时间内左移距离为d，则导电回路中磁通的变化量为

BSBldBlvt

所以感应电动势 eBlvtBlv tt

作业：练习册P15-17

课后小结：

教案

（十一）一、教学内容

§2-5 自感

二、教学目的和要求

1．理解自感系数的概念。2．了解自感现象的应用。

三、教学重点和难点

重点：自感现象。

难点：自感系数和自感电动势。

四、教学过程

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-5 自感

一、自感现象

当线圈中的电流发生变化时，就会产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。

自感——这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象，简称自感。

自感电动势——自感现象中产生的感应电动势，用eL表示，自感电流用iL表示。

二、自感系数

自感磁通——自感电流产生的磁通。

自感系数（简称电感）——衡量不同线圈产生自感磁通的能力，用L表示，单位为亨利（H）。

三、自感电动势

自感现象是电磁感应现象的一种特殊情况，遵从法拉第电磁感应定律。

NΦLIIeLLt

四、线圈L所储存能量

12WLLI2线圈的电感反映了它所储存磁场能量的能力。

作业：练习册P17-18

课后小结：

教案

（十二）一、教学内容

§2-6 互感

二、教学目的和要求

1．理解互感系数的概念。2．了解互感现象的应用。

3．会判断和测定互感线圈的同名端。

三、教学重点和难点

重点：互感现象。

难点：互感线圈同名端的判断。

四、教学过程：

1．直观法 2．讲授法 3．讨论法

§2-6 互感

一、互感现象和互感电动势

在开关SA闭合或断开瞬间以及改变RP的阻值，检流计的指针都会发生偏转。这是因为，当线圈 A中的电流发生变化时，通过线圈的磁通也发生变化，该磁通的变化必然又影响线圈B，使线圈B中产生感应电动势和感应电流。

互感——由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象。

互感电动势——由互感产生的感应电动势，用eM表示。

线圈B中互感电动势的大小不仅与线圈A中电流变化率的大小有关，而且还与两个线圈的结构以及它们之间的相对位置有关。当两个线圈相互垂直时，互感电动势最小。当两个线圈互相平行，且第一个线圈的磁通变化全部影响到第二个线圈，这时也称全耦合，互感电动势最大。

二、互感线圈的同名端

eM2I1MtSA闭合瞬间，A线圈有电流I从1端流进，根据楞次定律，在A线圈两端产生自感电动势，极性为左正右负。利用同名端可确定B线圈的4端和C线圈的5端皆为自感电动势的正端。

作业：练习册P19

课后小结：