[理学]电磁学课件第四章
高中物理安培力课件演示文稿
高中物理安培力课件演示文稿一、教学内容本节课选自高中物理教材《电磁学》第四章第2节“安培力”，详细内容包括：安培力的定义、安培力公式及其应用、左手定则的应用、安培力与电流、磁场的关系等。
二、教学目标1. 理解安培力的概念，掌握安培力的大小和方向计算方法。
2. 能够运用左手定则判断安培力的方向。
3. 了解安培力与电流、磁场的关系，并能应用于实际问题的解决。
三、教学难点与重点教学难点：安培力方向的理解和计算，左手定则的应用。
教学重点：安培力的定义，安培力公式，左手定则。
四、教具与学具准备1. 教具：安培力演示仪，电流表，磁铁，导线，电源等。
2. 学具：每组一套安培力演示仪，电流表，磁铁，导线，电源。
五、教学过程1. 实践情景引入通过演示安培力演示仪，让学生观察电流在磁场中受到的力，引发学生对安培力的思考。
2. 理论讲解（1）安培力的定义：电流在磁场中受到的力。
（2）安培力公式：F = BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流大小，L为导线长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角。
（3）左手定则：伸开左手，使拇指、食指和中指相互垂直，拇指指向电流方向，食指指向磁场方向，中指所指的方向即为安培力的方向。
3. 例题讲解结合安培力公式和左手定则，讲解一道应用题，让学生掌握安培力的计算方法。
4. 随堂练习让学生分组讨论，完成一道安培力的计算题，巩固所学知识。
5. 小结六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力公式：F = BILsinθ3. 左手定则4. 安培力与电流、磁场的关系七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知磁感应强度B，电流大小I，导线长度L和电流方向与磁场方向的夹角θ，求安培力大小和方向。
（2）应用题：一个长直导线通以电流，放在磁场中，求导线受到的安培力。
2. 答案：（1）安培力大小：F = BILsinθ，方向：用左手定则判断。
（2）安培力方向：垂直于导线和磁场平面，用左手定则判断。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过实践情景引入、理论讲解、例题讲解和随堂练习，使学生掌握了安培力的概念、计算方法和左手定则的应用。
电磁学第四章恒定电流和电路
电磁学第四章恒定电流和电路前三章讨论了静电场，场源电荷相对于观察者是静止不动的。
从本章起讨论电荷运动时引起的有关现象。
若电荷作有规则的定向运动就会形成电流，要维持电流的存在，必须要有相应的电场，所以本章主要讨论恒定电流和电场，并引入许多重要的物理概念。
§ 4.1恒定电流一、电流、电流强度、电流密度导体放在静电场中时，导体中的自由电子在外电场作用下发生定向运动，当导体内部场强为零时，定向运动停止。
若能使内部场强不为零，定向运动就会持续下去，这时，在导体中就有电流产生。
1、电流（1）定义：带电粒子（在外电场作用下）作宏观的定向运动便形成电流（叫做电流）本章只讨论：导体内部的电流。
（2）载流子：导体中的能在电场力作用下发生定向运动的带电粒子叫做该导体的载流子，它们是形成电流的内在因素。
不同性质的导体有不同的载流子：金属导体的载流子是自由电子，酸、碱、盐的水溶液中的载流子：是正负离子等。
（3）电流的方向正电荷运动的方向为电流的方向。
结论:A :导体中电流的方向总是沿着电场方向，从高电势处指向低电势处；B :导体中的载流子为负电荷（自由电子），此时可以把电流等效为等量的正电荷沿负电荷的反方向运动形成。
2、电流强度描述，电流的大小（1）定义：单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，叫做该截面的电流强度。
（这里的截面可以推广到任意曲面）Aq表示为：I 二lim t >0-△t（2）电流强度I是反映导体中某一截面整体特征的标量。
A qI就某S面：1=三：平均地反映了S面的电流特征。
3、电流密度J（1）定义：导体中每一点的J的方向是该点正电荷运动方向（电场方向），J的大小等于过该点并与电流方向（正电荷运动方向）垂直的单位面积上的电流强度，写为：(2) J与I有不同：I是一个标量，描写导体中的一个面;J是矢量点函数，描写导体中的一个点。
(3) J与I的普遍关系只反映了J与I的特殊关系（要求面元与J垂直），下面推dS_导J与I的一般关系nJ在导体中某点处取一任意面元dS （dS与J并非垂直），面元dS的法线方向n?与该点的J夹角为二，则dS在与J垂直的平面上的投影为：dS〕二dScos^而dl 二JdS = JdScos^ （标量）二J r?d^ = J dS（二矢量点乘仍为标量）所以通过导体中任意曲面S的电流强度I与J的关系为：I 二J dSS此式说明：一曲面上的I是J对该曲面的通量（J通量）。
第四章 电子的自旋
在原子内部，有两种角动量 L 和 S
必然存在一个总角动量以及相 应的磁矩。
s 与s
l 与 l
分别共线，合成后
j ls
l s
三、 总角动量
电子的运动=轨道运动+自旋运动
电子有轨道角动量l，又有自旋角动量s，所以电子的 总角动量是
总自旋角动量： S Si
i e e Li L 总轨道磁矩： l li 2m i 2m i
i
总自旋磁矩：
e e s si S i S m i m i
总角动量： J L S
总磁量子数 m j j, j 1,, j 1, j.共2j1个值
对于单电子s＝1/2,所以
1 1 1 l 0, j ; l 0, j l , l 取两个值 2 2 2
例如：当
1 3 l 1 时， j 1 2 2
1 1 j 1 2 2
h h L l (l 1) 2 2 2
h 3 h S s( s 1) 2 2 2
J
h 15 h 3 h j ( j 1) , 2 2 2 2 2
J 2 L2 S 2 2LS cos
J 2 L2 S 2 j ( j 1) l (l 1) s( s 1) cos 2 LS 2 l (l 1) s( s 1)
e L l (l 1) B 2m
外场方向投影：
共
z cos ml B
2l 1 个奇数，但实验结果是偶数。
第四章 电磁学基础
由电力叠
in
q
加原理 由场强定义
e 整理后得
f
fi
i 1 f
in fi
E
E
q
Ei
i1 q
in 或 E
i
i1
qi
ei
in
fi
i1 q
qi
40ri2
i
.
*若带电体可看作是电荷连续分布的，如d图q示Q
把带电体看作是由许多个电荷元组成，
然后利用场强叠加原理。
E dE
Q
Q
dq
q
q
-+ r0
.
（1）轴线延长线上一点的电场强度
E
1 4πε0
q (xr0
2)2
i
E4π1ε0
q (xr0
2)2i
E Ex E 4rπ01 ε0E 2xr 03q4iπ qε04(π1xε20 22xxr0 p320r4)2i
q
q
- O. + r0 2 r0 2
.A
x E
E
x
.
（2）轴线中垂线上一点的电场强度
《电磁学》 就此诞生！
.
法拉第提出：变化的电流、 变化的磁场、稳恒电流的运 动以及导体在磁场中的运动 都会产生感应电流。
1864年麦克斯韦总结了前人 以及自己对电磁理论的研究 成果，归纳出著名的麦克斯 韦方程组。
.
D dS q
S
Edl dm
L
dt
BdS 0
S
Hdl Ic Id
L
第四章 电磁学基础
◆静电场的基础知识 ◆静磁场的基础知识 ◆电磁感应与电磁波 .
I.静电场的基础知识
电磁学第四章恒定电流和电路
dq en dS u dt
J enu
铜导线一般 n～1028m-3 ，u～0.15mm/sec 所以，电流密度大小为J～104 库/秒米2。
6
4. I 与 J 的关系：
通过导体中任意截面 S的电流 强度为：
I
导体中各点的 J 可以有不同的量值和方向，它是空
电流密度矢量的通量等于该面内 电荷量的减少率. 物理实质：电荷守恒定律. 3.恒定电流和恒定电场
S
要在导体中维持恒定电流，必须在导体内建立 dq 一个不随时间变化的恒定电场.这就要求激发 dt 0 电场的电荷分布不随时间变化，即
9
电流稳恒条件
J dS 0
S
上式表明，形成恒定电流时，在导体内从任一闭合 曲面流入的电荷量等于流出的电荷量. 恒定电场 激发电场的电荷分布不随时间变化，所建立 起的电场也不随时间变化，称为恒定电场. 讨论: ①稳恒的含义是指物理量不随时间改变. 稳恒条件可说成电荷分布不随时间变化，而并不意 味着电荷不能运动. 形成恒定电流的电荷处于宏观的定向运动状态之中.
电流线上每一点的切线方向就是 的方向，电流线的疏密表示它 J 的大小。 J 即| | 电流线的疏密度。
根据电荷守恒，在有电流分布的空间作一闭合 曲面，单位时间内穿入、穿出该曲面的电量等于 曲面内电量变化速率的负值。
8
2.电流连续性方程
dq J dS dt S
§4.4 电动势和全电路欧姆定律
4.4.1 非静电力
稳恒电流线必然是闭合的。然而仅有静电场不可能实现稳恒 电流。因为静电场的一个重要性质是
E dl 0
L
即电场力沿闭合回路移动电荷所做的功为0。若电场力将电 荷从一点移到另一点做正功，电势能减小，则从后一位置 回到原来位置电场力做负功，电势能增加。由于导体存在 电阻，电场移动电荷所做的功转化为电阻上消耗的焦耳热， 这就不可能使电荷再返回电势能较高的原来位置，即电流 线不可能是闭合的。结果引起电荷堆积，破坏稳恒条件。
2024版年电磁学全套课件完整版x
静电屏蔽
利用导体静电平衡的特性实现静电屏蔽的原理及 应用。
2024/1/27
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介质中静电场传播规律
电介质的极化
电介质在静电场中的极化现象及 极化机制，包括电子极化、原子 极化和取向极化等。
介质中的电场强度
电介质中的电场强度与自由电荷 和极化电荷的关系，以及介质中 的高斯定理。
介质中的电位移矢量
电位移矢量的定义及物理意义， 以及介质中的电位移矢量与电场 强度的关系。
2024/1/27
电磁环境与健康关系研究
关注电磁辐射对人类健康的影响，开展相关 研究和评估工作。
32
感谢您的观看
THANKS
2024/1/27
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2024/1/27
普朗克公式
为了解释黑体辐射的实验结果，德国物理学 家普朗克在1900年提出了一个公式，即普朗 克公式。该公式描述了黑体辐射的能量分布 与频率、温度之间的关系，并引入了量子化
的概念，为量子力学的建立奠定了基础。
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康普顿散射实验和汤姆逊模型
要点一
康普顿散射实验
要点二
汤姆逊模型
康普顿散射是指X射线或伽马射线与物质相互作用时，光子将 部分能量转移给电子，使电子获得动能并从原子中逸出的现 象。康普顿散射实验证实了光具有粒子性，即光子的存在。
2024/1/27
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磁感应强度计算方法
磁感应强度的定义
磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用B表示，单位为特斯拉（T）。
磁感应强度的计算方法
根据毕奥-萨伐尔定律和安培环路定理，可以计算载流导线或电流回路在空间任一点产生的磁感应强度。
2024/1/27
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霍尔元件工作原理及应用
电磁学Electromagnetics教学PPT课件
第三章 电磁感应 电磁场的相对论变换
第四章 电磁介质
第五章 电路
第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制
合计
学时数 16 12 8 10 20 6 72
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学院6
课程意义与学习方法
课程意义
电磁学发展过程
电场和电场线
2021/3/7
法拉第及其夫人
温州大学物理与电子信息学院7
静电基本现象与规律
所有实 验结论:
2021/3/7
自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引
温州大学物理与电子信息学1院6
静电基本现象与规律
电荷检验存储与起电机
2021/3/7
验电器
范德格拉夫起电机
温州大学物理与电子信息学1院7
静电基本现象与规律
静电感应与电荷守恒定律
f r2
他测出不大于 0.02（未发 表，100年以 后Maxwell整 理他的大量手稿，才将此 结果公诸于世。
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学2院4
静电基本现象与规律
库仑实验： 精度与十三年前Cavendish的实验精度相当
库仑是扭称专家;只测电斥力——扭称 实验，数据只有几个，且不准确（由于 漏电），不是大量精确的实验；
半导体：介于两者 之间的物体
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学1院9
静电基本现象与规律
砷化镓
砷化镓（GaAs）半导 体材料与传统的硅材料 相比，它具有很高的电 子迁移率、宽禁带、直 接带隙，消耗功率低的 特性，电子迁移率约为 硅材料的5.7倍。因此， 广泛应用于高频及无线 通讯中制做IC器件。所 制出的这种高频、高速、 防辐射的高温器件，通 常应用于激光器、无线 通信、光纤通信、移动 通信、GPS全球导航等
电磁学赵凯华_第三版_第四章_稳恒磁场
1.1不同的磁作用形式
（1） 磁铁 磁铁
物质成分
天然磁铁：Fe3O4
人工磁铁: 铷铁硼合金 钴镆合金等
最新进展：日本采用纳米技术 制备强磁性氮化铁
中性区 磁极
磁铁分区
条形磁铁的两端磁性强，称作磁极，中部磁性弱，称作中性 区
础－－重视实验研究；
（电流3的）本质我是运国动的科电荷学源头创新的困境思考。
电流方向变化、磁针转动方向也
运动的电荷产生磁场
变化
磁与电的关系
问题 电流对磁铁有作用，磁铁对电流是否有作用？
实验
N 极向内
结论
和磁铁一样，载流导线不仅具有磁性，也受 磁作用力
I=0
I
（3）电流 电流(应该存在作用力)
实验
结论
环向电流
产生磁场的源应该相同
安培分子 环流假说
条形磁铁 环向电流
1822安培提出：组成磁铁的最小单元(磁分子)就是环形电流，这些分子环流定向排列， 在宏观上就会显示出N、S极。
图示 N
等效宏观表面电流 S
磁铁内部分子电流相互抵消
为什么是假说？
安培提出了分子环流，但在安培时代，还没有建立 物质的分子、原子模型。因此，安培的模型为假说。
0 4
2dI1看ld2 产l1作生试探电流元，磁
I1dl1 rˆ12 r122
I2dl2 dB
(2) I产d生l 的说明dB
dB
0
4
Idl rˆ r2
dE
1
4 0
dq r2
rˆ
dB特 性：
dB
物理-磁感应强度 毕萨定律
(5) 提出分子电流假说 解释磁现象本质
分子电流假说 磁性物质内存在无数 微小的“分子电流”，它 们永不衰竭地沿着闭合的 路径流动，从而形成一个 个小磁体。
引言：基本磁现象及对磁性起源的认识
3、安培对磁现象的探索及其对磁性起源的猜想
(5) 提出分子电流假说 解释磁现象本质
r132
r21 r12
) )
一、安 培 定 律
3、电流元激发的磁场
dB 0 4
Idl r r3
d F21 I2 dl2 dB 1
d F12 I1 d l12dl2
L2
r21
d F21
d F12
I安I21dd培ll21 (定(44μμπ00 律II12ddrlrl21312132rr2112))
d F21
d F12
I
2
d
l2
(
μ0 4π
I1
d
l1
(
μ0 4
I1 I2
d l1 r21
r231 d l2 r12
r132
) )
一、安 培 定 律
1、两电流元之间作用力 满足牛顿第三定律？
结论：不满足！
I2 d l2 r12
I1dl1
I 2dl2
I1 d l1 r21
安培定律
S
N
引言：基本磁现象及对磁性起源的认识
3、安培对磁现象的探索及其对磁性起源的猜想
(3) 发现通电导线间有相互作用力
-
-
+-
I
I
++
I
I
-+
引言：基本磁现象及对磁性起源的认识
人教版高中物理选择性必修第2册 第4章 2 电磁场与电磁波
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
(2020年云南江川二中检测) 某空间中出现了如图中虚线所示
的一组闭合的电场线，这可能是
()
A．在中心点O有一静止的点电荷
B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁场理论是谁提出的？
()
A．法拉第
B．赫兹
C．麦克斯韦
D．安培
【答案】C
【解析】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证，故
C正确．
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第四章 电磁振荡与电磁波
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第四章 电磁振荡与电磁波
精练1 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( ) A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一 定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 【答案】D
考法：①考查电磁场的产生；②考查电磁波的基本特点、发现过程 及传播规律
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2024年安培力教学课件
2024年安培力教学课件一、教学内容本节课选自《电磁学》第四章第三节，主要详细讲解安培力的计算及其应用。
内容包括安培力定律的表述、安培力大小的计算公式、磁场与电流方向的关系以及安培力在实际问题中的应用。
二、教学目标1. 让学生理解安培力定律，掌握安培力大小的计算方法。
2. 使学生能够运用安培力解决实际问题，培养其解决实际问题的能力。
3. 培养学生的逻辑思维能力和团队合作能力。
三、教学难点与重点教学难点：安培力大小的计算，磁场与电流方向的关系。
教学重点：安培力定律的理解和应用。
四、教具与学具准备教具：磁铁、电流表、导线、电源、演示用安培力计算模型。
学具：计算器、笔记本、铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用磁铁和电流表，演示电流在磁场中受到力的作用，引导学生思考其背后的原理。
2. 理论知识讲解（10分钟）讲解安培力定律，阐述磁场、电流和安培力之间的关系。
3. 例题讲解（15分钟）通过例题讲解安培力的计算方法，让学生了解如何将理论知识应用于实际问题。
4. 随堂练习（10分钟）学生独立完成练习题，巩固安培力的计算方法。
5. 小组讨论（10分钟）分组讨论实际问题，共同解决安培力相关问题。
六、板书设计1. 安培力定律2. 安培力计算公式3. 例题及解答过程4. 练习题及答案七、作业设计1. 作业题目：（1）计算给定电流和磁场下的安培力大小。
（2）分析安培力在不同方向上的变化规律。
2. 答案：（1）F = BILsinθ（2）安培力方向与磁场和电流方向有关，遵循右手定则。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的理解程度，解答问题的正确率，以及课堂互动情况。
2. 拓展延伸：引导学生思考安培力在日常生活和工业中的应用，如电机、发电机等设备的工作原理。
重点和难点解析1. 安培力定律的理解和应用2. 安培力大小的计算方法3. 磁场与电流方向的关系4. 实践情景引入和随堂练习的设计5. 板书设计中的例题及解答过程6. 作业设计中的题目和答案详细补充和说明：一、安培力定律的理解和应用安培力定律是电磁学中的重要定律，它描述了电流在磁场中受到的力。
Mawell教学讲解课件.
Mawell教学讲解课件.一、教学内容本课件基于《电磁学》教材第四章“麦克斯韦方程组及其应用”，详细内容涵盖：麦克斯韦方程组的数学表达形式及其物理意义，边界条件的应用，以及静态电磁场和时变电磁场的分析和计算。
二、教学目标1. 理解并掌握麦克斯韦方程组的四个基本方程及其衍生形式。
2. 能够运用麦克斯韦方程组分析和解决实际电磁问题。
3. 掌握电磁波的产生与传播，理解电磁波在现代科技中的应用。
三、教学难点与重点教学难点：麦克斯韦方程组的理解与应用，特别是时变电磁场问题的分析。
教学重点：麦克斯韦方程组的推导，以及各个方程的物理意义。
四、教具与学具准备1. 电磁学实验器材：电流表、电压表、导线、电容和电感元件。
2. 多媒体教学设备，用于展示电磁场模拟动画。
3. 学生用计算器、笔记本、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过简单的电磁感应实验，引导学生思考电磁场的变化规律。
2. 理论讲解：详细讲解麦克斯韦方程组的四个方程，每个方程通过例题进行讲解。
例题1：计算一个简单闭合回路的磁通量变化。
例题2：分析一个平面电磁波的传播特性。
3. 随堂练习：布置与例题难度相近的练习题，学生现场解答，教师及时反馈。
4. 互动讨论：针对麦克斯韦方程组的应用，组织学生讨论其在现实生活中的应用案例。
六、板书设计1. 麦克斯韦方程组的四个基本方程。
2. 例题的详细解题步骤。
3. 随堂练习的关键步骤提示。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定线圈中的感应电动势，并分析其与线圈半径、线速度的关系。
描述一个均匀磁场中平面电磁波的传播特点。
2. 答案：作业答案将提供详细的计算步骤和最终结果。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：通过学生作业和随堂练习的反馈，调整教学方法，加强学生对难点的理解。
2. 拓展延伸：鼓励学生探索麦克斯韦方程组在现代通信技术中的应用，例如无线充电技术、光纤通信等。
组织课外阅读和小组讨论，拓宽学生视野。
重点和难点解析：1. 麦克斯韦方程组的理解与应用。
大学物理电子西安电子科技大学
cosdl
l r2
dB 0
4π
Idl r2
dBx
0
4π
I cosdl
r2
B
0IR
4π r3
2π R
dl
0
B
0 IR2
（2 x2 R2）32
第四章 —— 稳恒磁场
17
§2 毕奥—萨伐尔定律
IR
B
ox* x
B
0 IR2
（ 2 x2 R2）32
讨 论
1）若线圈有 N 匝
《电磁学》 多媒体教学课件
西安电子科技大学理学院
第四章 稳恒磁场
§1 磁的基本现象和规律 §2 载流回路的磁场 §3 磁场的“高斯定律”与安培环路定 理 §4 磁场对载流导线的作用 §5 带电粒子在磁场中的应用
第四章 —— 稳恒磁场
2
§1 磁的基本现象和规律
一、磁现象
1、磁铁的磁现象
NN
SS
磁极：N，S
Iz
x
C
o
1
r0
dB *P y
dB 方向均沿
x 轴的负方向
解
dB
0
4π
Idz sin
r2
B dB 0 Idz sin 4π CD r 2
z r0 cot , r r0 / sin
dz r0d / sin2
第四章 —— 稳恒磁场
13
§2 毕奥—萨伐尔定律
方
向定义为该点的 B 的方向.
Fmax
v q +
磁感强度大小 B Fmax qv
运动电荷F在磁q场v中受B力
物理高二物理《电功电功率》课件
物理高二物理《电功电功率》课件一、教学内容本节课我们将学习高中物理教材第四章《电磁学》中的第2节“电功与电功率”。
具体内容包括电功的定义、计算方法，电功率的概念、计算公式，以及实际电路中电功和电功率的应用。
二、教学目标1. 理解电功的概念，掌握电功的计算方法。
2. 掌握电功率的定义，学会计算各种电路的电功率。
3. 能够运用电功和电功率知识分析解决实际问题。
三、教学难点与重点难点：电功率的计算及实际应用。
重点：电功的概念、计算方法；电功率的定义、计算公式。
四、教具与学具准备1. 教具：电源、电阻、导线、电流表、电压表、计算器。
2. 学具：笔记本、笔、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一个简单的电路，让学生观察电流做功的过程，提出问题：“电流做功的实质是什么？”引发学生思考。
2. 知识讲解：（1）电功的概念及计算方法。
（2）电功率的定义、计算公式及分类。
3. 例题讲解：讲解电功和电功率的经典例题，引导学生运用所学知识解决实际问题。
4. 随堂练习：设计具有代表性的练习题，让学生巩固所学知识。
5. 互动讨论：针对电功和电功率的难点问题，组织学生进行分组讨论，促进知识的内化。
六、板书设计1. 电功：定义：电流在电压作用下通过电阻所做的功。
计算公式：W=UIt2. 电功率：定义：单位时间内电流做功的多少。
计算公式：P=UI七、作业设计1. 作业题目：（1）计算一个电阻为10Ω，电压为12V的电路中，通过5A电流所做的电功。
（2）一个家用电风扇的额定功率为60W，工作电压为220V，求其工作电流。
2. 答案：（1）电功：W=UIt=12V×5A×1s=60J（2）工作电流：I=P/U=60W/220V≈0.27A八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对电功和电功率的概念及计算方法掌握情况较好，但在实际应用方面还需加强练习。
2. 拓展延伸：引导学生思考电功和电功率在生活中的应用，如家用电器、电动车等，激发学生的学习兴趣。
2024年安培力精华版课件.
2024年安培力精华版课件.一、教学内容本课件基于《电磁学》教材第四章“安培力”相关内容展开。
详细内容包括：安培力定律的原理阐述，安培力公式的推导和应用，以及安培力在实践中的应用实例。
二、教学目标1. 理解安培力定律的内涵，掌握安培力公式的推导和应用。
2. 学会利用安培力解决实际问题，提高学生的实际应用能力。
3. 培养学生的科学思维能力和团队合作精神。
三、教学难点与重点教学难点：安培力公式的推导和应用。
教学重点：安培力定律的理解和实践应用。
四、教具与学具准备教具：磁铁、电流表、导线、电源、演示用安培力实验装置。
学具：计算器、笔记本、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入演示实验：展示磁铁对通电导线的作用，引导学生观察电流与安培力的关系。
2. 理论知识讲解安培力定律的原理阐述。
安培力公式的推导。
3. 例题讲解选取一道具有代表性的例题，详细讲解解题步骤。
让学生跟随讲解，进行随堂练习。
4. 随堂练习分组讨论，共同完成练习题。
教师巡回指导，解答学生疑问。
5. 应用实例分析分析安培力在现实生活中的应用实例。
引导学生思考如何将安培力应用到实际问题中。
六、板书设计1. 安培力定律的原理。
2. 安培力公式：F = BILsinθ。
3. 例题及解答步骤。
4. 课后作业。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定电流、磁场强度和夹角下的安培力。
分析一个实际应用安培力的案例。
2. 答案：安培力计算题的答案。
实际案例分析报告。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思本次课程的教学效果，针对学生的掌握情况调整教学方法。
2. 拓展延伸：引导学生学习电磁学其他相关内容，如洛伦兹力、电磁感应等。
3. 鼓励学生进行课外阅读，深入了解安培力的发现历程及其在科技发展中的重要作用。
重点和难点解析1. 安培力公式的推导。
2. 例题讲解和随堂练习的设置。
3. 实践情景引入的设计。
4. 作业设计和课后反思。
一、安培力公式的推导1. 详细阐述安培力定律的原理，解释电流产生的磁场如何与磁铁的磁场相互作用，从而产生安培力。
电磁学课件：4_1电磁介质
取一任意闭合曲面S
以曲面的外法线方向n为正
极化强度矢量P经整个闭合面S的通量等于 因极化穿出该闭合面的极化电荷总量q’
根据电荷守恒定律，穿出S的极化电荷等 于S面内净余的等量异号极化电荷－q’
P d S q' q'
S
穿出S面
S内
普遍规律
均匀介质：介质性质不随空间变化
可以证明
进去=出来——闭合面内不出现净电荷 ‘＝0
有作用？
物质固有的电 磁结构
场
物质
自由电荷：宏观移动 束缚电荷：极化
磁介质:磁化
电介质
物质具有电结构 当物质处于静电场中
场对物质的作用：对物质中的带电粒子作用 物质对场的响应：物质中的带电粒子对电场力的作用
的响应
导体、半导体和绝缘体有着不同的固有电结构
不同的物质会对电场作出不同的响应，产生不同的后 果，——在静电场中具有各自的特性。 • 导体中存在着大量的自由电子——静电平衡 • 绝缘体中的自由电子非常稀少——极化 • 半导体中的参与导电的粒子数目介于两者之间。
dS上的极化电荷 dS R2 sindd
dq' 'dS P cosdS PR2 cos sindd
dEo '
1
4 0
dq' R2
P
4 0
cos
s in dd
对称性分析：
退极化场由面元指向O（如图）
只有沿z轴电分量未被抵消，且与P相反
dE'z
dE'o
cos(
)
P
4
0
cos2
s in dd
介质中一点的 P(宏观量 )
P lim p分子 V 0 V
第四章 第1、2节 划时代的发现、探究感应电流的产生条件
【触类旁通】 4．(双选)如图 4－1－9 所示，开始时矩形线圈与磁场垂直， 且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应 电流，下列方法中可行的是( )
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移 C．将线圈向右平移一小段距离 D．将线圈向下平移 图 4－1－9
解析：闭合电路的磁通量发生变化时电路中会产生感应电 流．将线圈向左或向右平移一小段距离，线圈中的磁通量逐渐 变小或变大，线圈中会产生感应电流；将线圈向上或向下平移， 线圈中的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流． 答案：AC
图 4－1－7 A．始终增大 C．先增大后减小 B．始终减小 D．先减小后增大
解析：在磁铁的外部两极处磁场强，磁感线密，磁铁中间 的磁感线疏，所以从 N 极处到 S 极处时，磁体外部的磁感线穿 过线圈的条数由大变小再变大，内部始终全部穿过，抵消后的 磁感线条数由小变大再变小，所以磁通量是先逐渐增加，后逐 渐减少． 答案：C
流产生． (3)闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变 化，引起闭合电路中的磁通量变化．如图 4－1－2 所示，磁铁 插入和拉出线圈时，电路中的磁通量发生变化而产生感应电流．
(4)闭合电路所围的面积变化的同时，空间分布的磁场也发
生变化，引起闭合电路中的磁通量变化．
图 4－1－1
图 4－1－2
题型3
对产生感应电流条件的考查
【例 4】如图 4－1－8 所示，矩形线框 abcd 的一边 ad 恰 与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，不能 使框中产生感应电流的是( )
A．以 ad 边为轴转动
B．以 OO′为轴转动
C．以 bc 边为轴转动
D．以 ab 边为轴转动 】两圆环 a、b 同圆心同平面放置，且半径 Ra>Rb， 将一条形磁铁置于两环的轴线上，如图 4－1－6 所示．设通过
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须存在非静电(电源)起源的力 类比 小孩溜滑梯 定性介绍 独立 两力平衡
接通外电路 源内外荷定向运动 起因不同 I 闭合
电源内
实
用
仿 E
两极荷动态稳定分布
仿外电路
j E
E非F非q 含源电路欧微式
j
E E 非共作同用
E非dl
（内）
lE非dl
正方向 方便
h
12
二 、常见的几种电源简介
身的电阻.求此电极的接地电阻.
解 电流沿径向 地的 导电截面为半球面
dR
dr
2r2
R
dr
a 2r2 2a
与 I方向有关
例2 电流 I10A0的高压线接地, 知地球的
电导率为 102 西门子 米 .求跨步电压.
解 电流 在地中 径向流动
jrˆI2沿r半2球体E j r ˆ I2r 2
U ab rrabE dr2I(r1 ar1 b) h
电路
直流电路
相电 对场
关注能量输送
相关 积分（电路）量
I1
I2
I3
I UR
j线闭合线 直流 电路闭合
jds 0 推论
支路 电流相等
I2
s
节点
(Ii)0 I 1
h
6
第3节 欧姆定律 焦耳定律
一、 欧姆定律及其微分形式
实 验
载流导体
电流分布 电场(电压)分布
密切 相关
恒温
I U
积分式
IGU UR 电导电阻
R
图U A 电E B 内 源非 内 d E l d E l I E d 非 l E Sj非dlU 外 j反向d lE d l AI jd l r
B
IR
另
UIr
全欧 IR I rI（ R r）
讨论
U
随 I方向
不同
而变
源短路
烧
R0
Ir
源放电 源内 I
负极 正极
eE l
m 热
uu0uf 2
2m el热E
h
10
分 析
j u
关 系
体 内
任取
e漂
Su
ut
柱 体
qeu ntS t
过 S
I qenuS t
j enu
ne2l
EE
2m热
ne 2l 2m热
知 热 T
l
T无
关
T 符欧
e 焦耳
定律
碰后 动能
T 晶 振动加剧 导
格 宏观 体 观点
推 出
p E2
第四章 恒定电流和电路
13
导 金属导体 传导电流
由 RLC元件和直交电源构成
学
电路理论
角度
电场理论
路
定(暂)态
直交
电路
认识
研究 电荷 场 规律
迁移传导
直
交
简单
联结 方式
串并
复杂 混联
直流 定律 电路
暂
(I)0
理论依据
( ) ( I)R 0
h
sjdS0
LEdl 0
1
本章作业
思考 42,4,8,12 .
无规热 典
正电原子实 序排
晶格
图 像
导体
E0
j 0
E0
e
aeE m碰动撞能
晶 格
导体
电阻 因 碰撞
焦热
振动
初未
近似定 量讨论
e 电场力 作 漂移运动 碰撞力 用 纸
碰
F电
F冲
u0 0
再定向加速
电子漂 定向 平均
I 0 移速度 运动 速度
碰前获 u f a eE m
l l 热 uf 热
uf
热功率密度 p P I 2R 小柱体 V V 微分式
I jS
Rl S pj2 E2
VlS
例 电阻2的直流电机, 电压 220V ,电流 4A .求消耗的电功率.
解 P电U I88W 0
P热I2R3W 2
P机P 电P热84W 8
h
9
三 电子论观点对欧姆定律和焦耳定律经典的微观解释
金属 原子
负电价电子 e气 经
诸 强弱 点 方向
分布信息
电流 密度
j
dI dS
j
dI dS
nˆ0
方向 正荷运动
该点电 流方向
j(xy)z 电流场
电流线 面元
曲面
d I jI d j d j sc S d 面和点 o 通j s 量d s s
S
量关系
h
4
三 、电流的连续性方程
反映 分 电荷 电流 布
间 关系
电荷守恒定律
化学电池(干.蓄)
化学
提供非静电力 分离
q
反应 释放化学能 电能
光电池 (阳)光能 电能
照射 敏感
正金属 发射电子 收集
分离
邻金负 q
温差 电池
热能
电能
温差电效应
结点 回路
温差
T
核能
电池
核能
电能
负铅盒(源) 放氦核
正收集板
粒 子
放
射
直流发电机 电磁感应 电能
源
机械能
h
13
三、路端电压与电动势 全电路欧姆定律
ra 1m rb 1.8m
Uab70V7危险
ra 20m rb 20.8m
Uab3V
安全
8
二 焦耳定律及其微分形式
14
电势能 转
一段 导体
RU I
t
qIt 电势 高进低出
场功 功率
AqU IU t 机械能（电机）
化学能（充电）
PAtIU 焦耳热 总热
Q A I U t I2 R t U 2 tR纯阻 PI2RU2 R
自由 程内 获
12muf2
1m( el )2E2
2 m热
每次碰 递晶格
设 1秒 1 碰次数
单位体 积热量
pn11 2m (m e l热 )2E22n m 2le 热 E2E2
定性符合 实验结果
h
11
第四节 电源和电动势 一 、电源及其电动势
闭合
恒定电流
电 路
只有 E恒
电荷 沿势降落
定向运动
无法返回不能闭合
正电荷运动 方向
金属
高 电势 低
FqE
e
逆
运动
E
h
3
二 电流强度 I和电流密度 j
I q 变化 I dq
t 瞬时
dt
例 载1安培直流的导线, 1秒内有多少电子流过该导线的截面？
解 知 N e qIt1 (C ) Nqe6.2 51108 宏电观子电定流向大运量动
I 电流 描述
粗 难获 糙 载流面
422 431, 6. 445, 7, 1.0Βιβλιοθήκη 45 2,3,5, 7.h
2
第一节 恒定电流
给出 电流 描述
物理
电荷
依电荷守恒定律 电流 普遍关系
一、电流 1、 电流产生的条件 2、 电流的方向
导体 (E0) 载流导体
e
定向
传导电流
(E0) 和 e 条件
正负 宏观定向 电 电荷 等效 流
方向 规定
导体整体 导电规律
电阻 匀体 流纵向
Rl S
不匀
R dl S
L
电阻率 0(1t) 电导率 1
点欧律 微分式
便于
顺流取
I U
IjS
UE l
小柱体
R Rl S
说明
金属 导电
微观机制
用场
恒
j E
观点阐述 大块导体中电流
分布 规律
h
7
例1 半径为 a的球形电极, 半个球埋在地下.
大地视为均匀导体,其电阻率为 . 略电极本
取S
V
单位 时间
S 流出电量
V 电量减少率
相 等
S
j ds
dq dt
四、恒定条件（恒定电流连续性方程）
S V nˆ
j
恒定 与 t
电流 无关
荷布 不变
否则 电场变
电流变
jds0 S
单位时间
流进 电量 流出
动态
荷布不变
并非荷无定向运动
平衡
恒定电场和静电场有相同性质
S
j
h
5
第二节 直流电路
电源和电阻 电流通路