最新4电工基础第四章教案汇总.docx
- 文档编号:11344307
- 上传时间:2023-02-28
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:228.01KB
最新4电工基础第四章教案汇总.docx
《最新4电工基础第四章教案汇总.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新4电工基础第四章教案汇总.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
最新4电工基础第四章教案汇总
4电工基础第四章教案
第四章磁与电磁感应
§4-1、磁感应强度和磁通
教学目的
1.了解磁场、磁感应线的概念磁感应强度磁通的概念;
2.掌握磁感应强度磁通的概念及其应用。
教学重、难点
教学重点:
掌握磁感应强度磁通的概念及其应用;
教学难点:
掌握磁感应强度磁通的概念及其应用;
教学方法:
讲授法
教学时数:
2课时授完。
教具:
黑板、多媒体课件等。
教学过程:
I、复习提问:
II、讲授新课:
一、磁体与磁感线
1、磁性:
某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性
2、磁体:
具有磁性的物体叫做磁体。
分为天然磁铁和人造磁铁,常见的人造磁体有条形磁体,蹄形磁体和磁针等。
3、磁极:
磁铁两端磁性最强的地方;任何磁铁都有一对磁极,一个叫南极用S表示,一个叫北极用N表示。
4、磁极之间存在相互作用,同性相斥,异性相吸。
磁极不能单独存在。
异名磁极同名磁极
5、磁场:
在磁力作用的空间,有一种特殊的物质叫磁场
6、磁感线:
在磁场中画出一系列曲线,曲线上任意一线切线的方向就是该点的磁场方向
条形磁体的磁感线
7、磁感线的特点
1.磁感线是空间分布的
2.磁感线是假想的曲线,不真实存在
3.任意两条磁感线不相交
4.磁感线是闭合曲线,外部从N极指向S极内部从S指向N(与电场线不同)
二、电流的磁效应
电流的磁效应:
通电导体的周围存在着磁场这种现象叫做电流的磁效应,磁场的方向取决于电流方向,用右手螺旋定则判断。
1、通电长直导线的磁场方向:
(1)判定方法:
右手握住导线并把拇指伸开,用拇指指向电流的方向,四指环绕的方向就是磁场的方向。
2、通电螺线管的磁场方向:
1)判定方法:
右手握住螺线管并把拇指伸开,弯曲的四指表示电流的方向,拇指所指的方向就是通电螺线管N极的方向。
通电螺线管的磁场方向
三、磁感应强度和磁通
1、磁感应强度(B)
动动手:
下图为一个匀强磁场,磁场方向如下图所示
现象:
当电路中有电流通过时,载流导线MN受到力的作用向上运动,弹簧缩短。
结论:
(1)磁感应强度公式:
B是导体所在处的磁感应强度,单位特斯拉(T)
(2)方向:
磁场中某点磁感线的切线方向为该点的磁感应强度方向.
3)磁感应强既反映了某点磁场的强弱、又反映了该点磁场的方向,磁感应强是矢量。
(4)匀强磁场:
如果磁场中各点的磁感应强度B的大小和方向完全相同,这种磁场叫匀强磁场,如下图所示
在匀强磁场中,磁感线是平行、等距的直线
2、磁通(φ)
(1)定义:
磁感应强度B与其垂直的某一截面积S的乘积
φ=BS
φ是通过该面积的磁通,单位韦伯(Wb)
例题
在匀强磁场中,垂直磁场方向放置一根直导线,导线长为0.8m,导线中的电流为15A,导线在磁场中受到的力为20N,试求该匀强磁场的磁感应强度B。
解:
根据磁感应强度的公式:
Ⅵ、课余作业:
课本P98小练习1、2.
V、教学后记:
第四章磁与电磁感应
§4-2磁场强度
教学目的
1、掌握磁导率、磁场强度的概念
2、掌握常见几种载流导体的磁场强度
教学重、难点
教学重点:
1、磁场强度、磁感应强度的区别
2、载流螺线管磁场强度的计算。
教学难点:
相对磁导率的理解与计算
教学方法:
讲授法
教学时数:
1课时授完。
教具:
黑板、多媒体课件等。
教学过程:
I、复习提问:
[1]电流的磁效应[2]磁感应强度及磁通
通过回顾通电螺线管周围存在磁场,如插入铁心,磁场的强弱会受怎么的影响?
II、讲授新课:
一、磁导率:
1、磁导率是一个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。
由实验测得真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m,为一常数。
2、根据相对磁导率的大小,可把物质分为三类:
(1)顺磁物质相对磁导率稍大于1。
如空气、铝、铬、铂等。
(2)反磁物质相对磁导率稍小于1。
如氢、铜等。
(3)铁磁物质相对磁导率远大于1,其可达几百甚至数万以上,且不是一个常数。
如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。
二、、磁场强度(H)
1、定义:
真空中,某点的磁场强度等于该点的磁感应强度与介质磁导率μ的比值
2、公式:
B-----通电线圈的磁感应强度,单位特斯拉(T)
H-----磁场中该点的强度,单位安培每米(A/m);
μ----真空的磁导率,单位亨每米(H/m);
三、几种常见载流导体的磁场强度(H)
1、载流长直导线
(1)在载流长直导线产生的磁场中,有一点P,它与导线的
距离为r,如(a)图所示;实验证明该点磁场强度的大小与
导线中的电流成正比,与R成反比。
(2)公式:
2、载流螺线管
如果螺线管的匝数为N,长度为L,通电
电流为I,如右图所示。
理论和实验证
明,其内部磁场强度为
方向:
用右手螺旋定则来判断。
四、总结:
本节介绍了磁场强度与磁感应强度的关系及物理意义,并学会相关计算;正确理解两者含义及关系。
Ⅲ、课余作业:
课本P90小练习1、2、3.
Ⅵ、教学后记:
第四章磁与电磁感应
§4-3电磁感应现象
教学目的
1、了解电磁感应现象
2、理解电磁感应现象产生的条件
教学重、难点
教学重点:
1、电磁感应现象概念
2、感应电流产生条件
教学难点:
感应电流产生条件的分析和总结
教学方法:
多媒体演示电磁感应实验
教学时数:
1课时授完。
教具:
多媒体课件、实验器材等。
教学过程:
I、导入:
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间的联系。
受这一发现的启发,人们很自然地想到这样一个问题:
既然电流能够产生磁场,反过来,磁场能不能产生电流呢?
下面我们就做一个小实验演示一下。
从实验中观察到什么现象?
电流表指针发生了偏转,电路中有电流产生,磁场可以产生电流。
II、讲授新课:
我们就把磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
电磁感应现象是英国科学家法拉第经过10年坚持不懈的努力发现的,电磁感应现象的发现进一步揭示了电和磁的关系,为后来麦克斯韦建立完整的电磁理论奠定了基础。
同时,由于电磁感应现象的发现,导致后来发明了发电机、变压器等电器设备,从而使电能在生产和生活中得到了广泛的应用,开辟了电的时代。
既然电磁感现象意义如此重大,那么我们就通过下面两个小实验,总结出感应电流产生的特点
实验与分析
1、如右图,当磁铁N极向下插入线圈时
思考观察:
①磁铁N极(即原磁场)方向向哪?
(向下)
②穿过线圈中的磁通量(即磁场线条数)
如何变化?
(增加)
③电表指针向哪偏?
(向正柱)
④线圈中感应电流方向如何?
(看绕向)
⑤感应电流的磁场方向向哪?
(上N下S)
⑥感应电流的磁场方向与原磁场方向相同吗?
(相反)
⑦感应电流的磁场对磁铁(即原磁场)的靠近是吸引还是排斥?
(排斥,即阻碍原磁场穿过线圈的磁通量的增加)
2、当磁铁N极向上抽出时
思考观察:
①磁铁N极(即原磁场)方向向哪?
(向下)
②穿过线圈中的磁通量(即磁场线条数)
如何变化?
(减少)
③电表指针向哪偏?
(向负柱)
④线圈中感应电流方向如何?
(看绕向)
⑤感应电流的磁场方向向哪?
(上S下N)
⑥感应电流的磁场方向与原磁场方向相同吗?
(相同)
⑦感应电流的磁场对磁铁(即原磁场)的靠近是吸引还是排斥?
(吸引,即阻碍原磁场穿过线圈的磁通量的减少)
归纳总结:
磁铁的运动
表针的摆动方向
磁铁的运动
表针的摆动方向
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
不摆动
S极停在线圈中
不摆动
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
结论:
只有磁铁相对线圈运动时,有电流产生。
磁铁相对线圈静止时,没有电流产生。
感应电流的条件:
只要穿过闭合电路的磁通发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
楞次定律:
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
说明:
(1)“总要”指楞次定律适应所有感应电流的方向判断
(2)对“阻碍”二字应正确理解。
“阻碍”不是相反,不是阻止,而只是延缓了原磁通量的变化,在电路中的磁通量还是在变化的。
右手定则:
内容:
伸开右手,使大拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,大拇指指向导体运动方向,这时四指所指的方向为感应电流的方向。
Ⅲ、课余作业:
课本P94小练习1、2、3.
Ⅵ、教学后记:
第四章磁与电磁感应
§4-4电磁感应定律
教学目标:
1.在电工学方面的要求.
(1)掌握穿过闭合电路的磁通量变化时产生的感应电动势
(2)让学生知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量
(3)让学生理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式
2.通过实验和推理论证培养学生的推理能力和分析问题的能力
3.了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神
教学重点、难点:
1.法拉第电磁感应定律
2.感应电动势的计算公式及方向的判断
3.多匝线圈感应电动势推导
教学方法:
讲授法
教学时数:
1课时授完。
教具:
多媒体课件、实验器材等。
教学过程:
引入新课
由前一节电磁感应现象实验我们知道了螺线管中插入磁铁,电流计会偏转即有感应电流的产生,此现象的本质是产生了感应电动势。
感应电动势又将如何计算?
教学过程设计
一、感应电动势
概念:
在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。
说明:
①电路闭合时有感应电动势,感应电流。
②电路断开时有感应电动势,但无感应电流。
影响感应电动势大小的因素:
大量试验表明,穿过线圈的磁通量变化越快感应电动势越大,即磁通量的变化率
磁通量Ф、磁通量变化△Ф、通量变化率、与电磁感应的关系:
物理意义
与电磁感应的关系
磁通量Ф
穿过回路的磁感线的条数
无关
磁通量变化△Ф
穿过回路的磁通量的变化量
感应电动势产生的条件
通量变化率△Ф/△t
穿过回路的磁通量的变化快慢
决定感应电动势的大小
二、法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小:
在某些约定的情况下或说将楞次定律考虑在内后,法拉第电磁感应定律将写成如下形式:
.
约定:
1)任设回路的电动势方向(简称计算方向L)
2)磁通量的正负与所设计算方向的关系:
当磁力线方向与计算方向成右手螺旋关系时,磁通量的值取正,否则磁通量的值取负
3)计算结果的正负给出了电动势的方向
e>0:
说明电动势的方向就是所设的计算方向
e<0:
说明电动势的方向与所设计算方向相反。
例:
我们欲求面积S所围的边界回路中的电动势,假设磁场空间均匀磁力线垂直面积S,磁场随时间均匀变化,变化率为
解:
先设电动势方向(即计算方向),可以有两种设法
第一种:
设计算方向L(电动势方向)
如图所示的逆时针回路方向
按约定,磁力线与回路成右手螺旋,
所以磁通量取正值,得
由
负号说明:
电动势的方向与所设的计算方向相反
第二种:
设计算方向L'(电动势方向)
如图所示的顺时针回路方向
按约定磁通量取负
由
正号说明:
电动势的方向与所设计算方向一致
两种假设方向得到的结果相同
讨论:
1)使用意味着按约定计算
2)全磁通磁链对于N匝串联回路每匝中穿过的磁通分别为
则有
如果穿过每匝线圈的磁通相同,即
,则
,那么感应电动势为
三、思考与练习:
1、感应电动势的方向
2、如图所示为穿过某线路的磁通量Φ随时间t变化的关系图,试根据图说明:
(1)穿过某线路的磁通量Φ何时最大?
何时最小?
(2)Δφ/Δt何时最大?
何时最小?
(3)感应电动势E何时最大?
何时最小?
课堂小结
1.当磁通量变化时,对于闭合电路一定有感应电流.若电路不闭合,则无感应电流,但仍然有感应电动势
2.在法拉第电磁感应定律中感应电动势ε的大小不是跟磁通量Ф成正比,也不是跟磁通量的变化量ΔФ成正比,而是跟磁通量的变化率成正比
3.穿过电路的磁通量发生变化时,感应电动势由法拉第电磁感应定
Ⅲ、课余作业:
课本P95小练习1、2、3.
Ⅵ、教学后记:
第四章磁与电磁感应
§4-5自感与互感
教学目的
1、了解自感现象
2、自感电动势的计算
教学重、难点
教学重点:
1、自感电动势产生条件;
2、自感电动势的计算。
教学难点:
自感现象的运用
教学方法:
多媒体演示电磁感应实验
教学时数:
讲授法。
教具:
黑板、多媒体课件等。
教学过程:
I、提出问题:
发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么?
怎样得到这种条件?
如果通过线圈本身的电流有变化,使它里面的磁通量改变,能不能产生电动势?
II、讲授新课:
一、自感现象:
演示实验:
(1)用下图电路作演示实验.
(a)如图HL1和HL2是规格相同的两个灯泡,合上开关,调节R使HL1、HL2亮度相同,再调节R1使两白炽灯正常发光,然后断开S再接通电路的瞬间,问同学们看到了什么?
(实验要反复几次)。
(b)现象:
HL2正常发光,HL1逐渐亮起来。
(c)分析现象:
开关闭合,电路中电流逐渐增大,线圈的磁通随着增大,根据电磁感应定律,线圈中产生了感应电动势,这个感应电动势阻碍线圈中电流的变化,所以通过灯HL1的电流逐渐增大,灯HL1逐渐亮起来。
(2)用图2电路作演示实验.
(a)如图接通电路,灯HL正常发光,再断开电路。
问同学们看到了什么?
(实验要反复几次)
(b)现象:
断电的一瞬间,白炽灯突然发出很强的
亮光,然后才熄灭。
(c)分析现象:
电路断开的瞬间,通过线圈的电流突
然减弱,穿过线圈的磁通也很快减少,因而在线圈中产生了感应电动势。
电源这时虽然断开,但线圈和灯HL组成了闭合电路,在这个电路中有感应电流通过,灯泡不会立即熄灭。
分析现象:
电路断开的瞬间,通过线圈的电流突然减弱,穿过线圈的磁通也很快减少,因而在线圈中产生了感应电动势。
电源这时虽然断开,但线圈和灯HL组成了闭合电路,在这个电路中有感应电流通过,灯泡不会立即熄灭。
由实验可得结论如下:
当线圈中的电流发生变化时,线圈本身就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。
自感现象:
由于线圈本身的电流发生而产生的电磁感应现象叫自感现象。
简称自感。
二、自感电动势
自感电动势:
在自感现象中产生的感应电动势
----------线圈中电流变化所用的时间
---------线圈的自感系数
------------线圈中电流的变化量
-----------自感电动势
例:
在0.01S内,通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A,线圈产生5V的自感电动势,求:
(1)线圈的自感系数L是多大?
(2)如果通过该线圈的电流在0.05S内有0.5A增加到1A,产生的自感电动势又是多大?
解:
(1)自感电动势为
负号表示自感电动势总是企图阻止电流变化,所求自感系数可取绝对值,即
(2)线圈自感系数是一个常数,所以
Ⅲ、课余作业:
课本P102小练习1、2
Ⅵ、教学后记:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 电工 基础 第四 教案 汇总