电子电工专业电工基础教案电流的磁效应及磁场的主要物理量

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

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。

学情分析

教学效果

教后记

新课

第一节电流的磁效应

一、磁场

磁极间相互作用的磁力是通过磁场传递的。磁极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向都与该点的磁场方向相同。

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

B =

l

I F

（条件：导线垂直于磁场方向） 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Φ

1．Φ = B S （条件：① B ⊥ S ；② 匀强磁场） 2．单位：韦伯（Wb ） 3．B =

S

Φ

；B 可看作单位面积的磁通，叫磁通密度。 三、磁导率 µ

1．表示媒介质导磁性能的物理量。真空中磁导率：µ0 = 4π ⨯ 10-7 H / m 。相对磁导

率：µr =

μμ

2．µr ＜ 1 反磁性物质；µr ＞ 1 顺磁性物质；µr >> 1 铁磁性物质。前面两种为非铁磁性物质 µr ≈1，铁磁性物质 µ 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。 2．H =

μ

B

或 B = µ H = µ0 µr H 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（A / m ）

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。

布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）4．问答与计算题（1）～（5）。

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

1．掌握磁场对通电导线的作用力的公式和左手定则。

2．了解匀强磁场对通电线圈的作用力。

教学重点

磁场对通电导线的作用力。

教学难点

匀强磁场对通电线圈的作用力。

学情分析

教学效果

新课

教后记

课前复习

1．磁场中某一点的磁场方向的规定。

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 = B I l（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，则F = 0。

（3）若电流方向与磁场方向间有一夹角θ，则

B1 = B cos θ；B2 = B sinθ

F = B2I l = B I l sinθ

讨论：θ =

2

π

，F = B I l最大；θ = 0︒，F = 0最小。

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B = 0.4 T；L = 20 cm；θ = 30︒；I = 10 A，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M1 = K1 I；弹簧产生的力矩M2 = K2θ ，两力矩平衡（ M1 = M2 ）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。

练习

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。

布置作业

习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）

4．问答与计算题（6）～（8）。