第五章磁场与磁路.docx
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第五章磁场与磁路
课
题
5-1电流的磁效应
5-2磁场的主要物理量
课型
新课
授课班级
授课时数
2
教
学目标
5
1.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场,以及磁场方向与电流方向的关系。
2.理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念及匀强磁场的性质。
教
学重点
磁场的四个物理量以及磁场方向与电流方向的关系。
教
学难点
磁场强度的大小与媒介质性质无关。
教
■P
学器材
才
条形磁铁、蹄形磁铁、学生电源、导线小磁针
教
、、才.、、、/学万法
1
演示、提问、复习、讲解
1、先要总结第三章主要内容,说明在应用电
容器储存电场能量公式时常见的错误。
教学后记
2、本节课名词术语较多,应加强对比,可采用列表的方式,来加强对各个磁场物理量的理解和记忆。
3、磁场比较抽象,应加强实验演示。
4、安培定则也称右手螺旋法则,要求右手的四指弯曲,应用中无论是导线中的电流还是磁场线方向,只要是弯曲的,就用弯曲的四指表示它。
5、在计算中对相对磁导率、真空的磁导率、磁导率产生了混淆。
6可以说H是个辅助量,也无特别意义。
第一节电流的磁效应
4一、磁场
磁极间相互作用的磁力是通过磁场传递的。
磁极新课在它周围的空间产生磁场,磁场对处在它里面的磁极
有磁场力的作用。
二、磁场的方向和磁感线
1.磁场的方向:
在磁场中任一点,小磁针静止,N极所指的方向为该点的磁场方向。
2.磁感线:
在磁场中画出一些曲线,在曲线上每一点的切线方
三、电流的磁场
1.直线电流的磁场
电流的方向与它的磁感线方向之间的关系用安培定则判定
例:
2.环形电流的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系,用安培定则判定
例:
3•通电螺线管的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系用安培定则判定
第二节磁场的主要物理量
一、磁感应强度B
1•它是表示磁场强弱的物理量
BF(条件:
导线垂直于磁场方向)
Il
B可用高斯计测量,用磁感线的疏密可形象表示磁感应强度的大小。
2.单位:
F――N(牛顿),I――A(安培),L――m(米),B――T(特斯拉)
3.B是矢量,方向:
该点的磁场方向。
4.匀强磁场:
在磁场的某一区域,若磁感应强度的大小和方向都相同,这个区域叫匀强磁场。
二、磁通①
1.①BS(条件:
①BS;②匀强磁场)
2.单位:
韦伯(Wb)
3.B二一;B可看作单位面积的磁通,叫磁通密度。
S
三、磁导率卩
1.表示媒介质导磁性能的物理量。
真空中磁导率:
410-7Hm。
相对磁导率:
pr—
0
2.jrV1反磁性物质;jr>1顺磁性物质;jr1铁磁性物质。
前面两种为非铁磁性物质jr1,铁磁性物质j不是常数。
四、磁场强度H
1.表示磁场的性质,与磁场内介质无关。
B
2.H—或BjHjjrH
3.
(1)磁场强度是矢量,方向和磁感应强度的方向一致
(2)单位:
安米(Am)
练习
习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
1.
是非题
(1)〜
-(4)。
2.
选择题
(1)〜
-(4)。
3.
填充题
(1)〜
-(4)。
小结
1.磁场的方向。
2.电流的磁场、安培定则
3.磁场的主要物理量。
习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
4.问答与计算题
(1)〜(5)。
布置作业
课
题
5-3磁场对通电导线的作用力
课型
新课
授课班级
授课时
数
2
教
学目标
示
1•掌握磁场对通电导线的作用力的公式和左手疋则。
2.了解匀强磁场对通电线圈的作用力。
0
教学重点
*□
磁场对通电导线的作用力。
教
0
学难点
*□
匀强磁场对通电线圈的作用力。
教学器材
才
直流电动机模型、学生电源、导线
教
金?
、、/、、、学万法
fe
讲解、演示、提问、复习
1、应强调左手定则中左手的各个部位所代表的含义,今后还要将它与右手定则作对比。
教学后记
2、注意强调9角的含义是电流方
向与磁场方向间的夹角。
3、抓住安培力的两种特殊情况:
就是当电流与磁场平行时,以及电流与磁场垂直时。
4、对磁场对通电的多匝线圈的力偶矩,对技能班学生不要求。
课前复习
1.磁场中某一点的磁场方向的规定。
新课2.安培定则的内容。
3.磁感应强度的定义式、磁感应强度方向的规定。
4.磁通、磁导率、相对磁导率的概念。
5.磁场强度的定义式,磁场强度方向的规定。
第三节磁场对通电导线的作用力
一、磁场对通电导线的作用力
1.力的大小
(1)当电流方向与磁场方向垂直时
F=BII(适用于:
一小段通电导线;匀强磁场)
(2)若电流方向与磁场方向平行,贝UF=0。
(3)若电流方向与磁场方向间有一夹角,则
宀
w
K
*
-
■
B1Bcos;B2Bsin
FB2IlBllsin
讨论:
n,FBIl最大;=0,F0最小。
2
单位:
F—牛顿(N);l—米(m);B—特斯拉(T)。
2.力的方向用左手定则判定
例1:
一根通电直导线放在磁场中,图中已分别表明电流,磁感应强度和磁场对电流的作用力这三个物理量中两个量的方向,试标出第三个物理量的方向。
例2:
一匀强磁场B0.4T;L20cm;30;I10A,
求:
直导线所受磁场力的大小和方向。
二、电流表的工作原理(磁电式)(胶片)
1.匀强磁场对通电线圈的作用力
2.磁场使线圈偏转的力矩MiKiI;弹簧产生的力矩M2K2,两力矩平衡(MiM2)时,线圈就停在某一偏转角上,指针指到刻度盘的某一刻度,刻度是均匀的。
3.优点:
刻度均匀,准确度高,灵敏度高。
缺点:
价格贵,对过载很敏感。
作业
习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
4.问答与计算题(6)〜(8)。
小结
1.磁场对通电导线作用力的大小和方向。
2.左手定则的内容。
3.电流表的工作原理。
课
7
题
5-4铁磁性物质的磁化
课型
新课
授课班级
授课时
数
3
教
jr5
学目标
示
1.了解铁磁性物质的磁化。
2.了解磁化曲线、磁滞回线对铁磁性物质性能的影响。
0
教学重点
*□
铁磁性物质被磁化的内因。
教学难点
磁滞回线的形成。
1^1
教学器材
才
彩电、消磁线圈、
录音机机芯(带录放音磁头)、磁带
教学方法
fe
讲解、演示、提问、复习
1多数学生对剩磁、矫顽磁力能理解。
2、部分学生对磁滞回线无法理解。
3、学生基本能利用磁畴概念,从微观方面理解磁化与退磁过程。
4、部分学生对磁场强度H、磁感应强度B的认识还不够。
教学后记
新课
5、多数学生能区分初始磁化曲线和磁滞回线。
6、学生对软磁性材料的特点还要进一步了解。
7、先说明实验的目的,然后说明器材、测量原理、记录描点方法。
课前复习
1磁场力大小的公式、磁场力方向的规定。
2.习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
1.是非题(5)、(6)。
2.选择题(6)、(7)。
3.填充题(7)、(8)。
第五节铁磁性物质的磁化
一、铁磁性物质的磁化
1.磁化:
本来不具磁性的物质,由于受磁场的作用而具有了磁性的现象。
非铁磁性物质是不能被磁化的。
2.磁化内因:
在外磁场的作用下,磁畴(磁性小区域)沿磁场
方向作取向排列,形成附加磁场,从而使磁场显著增强。
去掉外磁场后,有些铁磁性物质中磁畴的一部分或大部分仍保持取向一致,对外
仍显磁性,这就成了永久磁铁。
3.应用:
用于电子和电气设备中。
二、磁化曲线
1.磁化曲线(B—H曲线):
铁磁性物质的B随H而变化的曲线。
B=卩H
即
卩BH
2.测试原理图
3•磁化曲线图
0—1段:
起始磁化段。
B增加得较慢(由于磁畴惯性)。
1-2段:
直线段。
B随H增加很快(由于磁畴在外磁场的作用下大部分趋向H的方向)。
2—3段:
B增加变慢(由于随着H的增加只有少数磁畴继续转向)0
3以后:
饱和段,B基本不随H变化(已几乎没有磁畴可转向了,为饱和磁感应强度)。
4•说明:
(1)对于变压器和电机,通常工作于2—3段。
(2)每一种材料B的饱和值一定,不同铁磁性物质,B的饱和值不同。
(3)B愈大导磁性能愈好。
L_2
0.8
0.4
L30204060
201020SO
40
IE
三、磁滞回线
1•曲线
&
7
/A!
亠
y
/
2•剩磁:
当H减至零时,B值不等于零,而是保留一定的值,称为剩磁。
用Br表示。
矫顽磁力:
为克服剩磁所加的磁场强度。
用He表示。
3.磁滞现象:
B的变化总是落后于H的变化。
磁滞回线:
abedefa为一封闭对称于原点的闭合曲线,称为磁滞回线
4.
(1)基本磁化曲线:
连接各条对称的磁滞回线的顶点,得到的一条曲线叫基本磁化曲线。
(2)磁滞损耗:
反复交变磁化过程中有能量损耗,称为磁滞损耗。
(3)
小结
布置作业
剩磁和矫顽力愈大的铁磁性物质,磁滞损耗就愈大。
1.铁磁性物质的磁化;它能够被磁化的原因
2.铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线。
3.铁磁性物质的概念以及它的分类。
习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
1.是非题(7)、(8)o
2.选择题(8)、(10)o
3.填充题(9)、(10)o
课
7
题
5-5磁路的基本概念
•
课型
新课
授课班级
授课时数
2
教
学目标
5
1•理解磁动势和磁阻的概念。
2•掌握磁路的欧姆定律。
教
学重点
磁路的欧姆定律。
教
学难点
磁路的欧姆定律的应用。
教
学器材
才
用E字形硅钢片迭成的电源变压器的铁心
教
、、才.、、、/学万法
演示、讲解、提问、练习、复习、对比
教
学后记
1、先复习磁化与磁化曲线。
2、注意对比电路与磁路。
3、强调各量单位。
4、电路开路时无电流,但是磁路不可能开路。
5、电路和磁路均会出现短路。
6、真空中均会出现电流和磁场。
7、①m表示主磁通,非磁通最大值。
&电路中漏电流很小,但是磁路中漏磁通就比较大;这是因为磁路的磁导率比周围的空气、变压器油等大得不多,而电路中的导体的电导率比周围的空气、橡胶、塑料等大得多的缘故。
I
有分支 二、磁路的欧姆定律 1.通电线圈产生磁场,磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。 把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。 EmN 单位: 安培(A) 2.磁阻: 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。 Rm
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- 第五 磁场 磁路
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