第三章--磁场及电磁感应

课题※第三章磁场及电磁感应※第一节磁场课型新课授课班级授课时数 1 教学目标1．了解磁场及电流的磁场。

2．了解安培力的大小及方向。

教学重点1．磁场。

2．安培力的大小及方向。

教学难点安培力的大小及方向。

学情分析教学效果教后记新授课A、新授课※第一节磁场一、磁场1．磁体某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。

具有磁性的物体叫磁体。

磁体分为天然磁体和人造磁体。

常见的条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁等都是人造磁体，如下图所示。

3-2 常见人造磁铁2．磁极磁体两端磁性最强，磁性最强的地方叫磁极。

任何磁体都有一对磁极，一个叫南极，用S表示；另一个叫北极，用N表示，如右图所示。

N极和S极总是成对出现并且强度相等，不存在独立的N极和S极。

当用一个条形磁铁靠近一个悬挂的小磁针(或条形磁铁)时，如下图所示。

我们发现：当条形磁铁的N极靠近小磁针的N极时，小磁针N极一端马上被排斥；当条形磁铁的N极靠近小磁针的S极时，小磁针S极一端立刻被条形磁铁吸引。

说明磁极之间存在相互作用力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

3．磁场力是物质之间相互作用的结果。

用手推门，门就会转动打开，这是因为力直接作用于门。

上述实验中，磁极之间存在的作用力并没有直接作用，到底是什么神密的物质使得它们之间有力的作用呢？这种神密的物质就是磁场。

磁极之间相互作用的磁力就是通过磁场传递的。

磁场是磁体周围存在的特殊物质。

磁极在自己周围的空间里产生磁场，磁场对它里面的磁极有磁场力的作用。

4.磁场方向把小磁针放在磁场中的任一点，可以看到小磁针受磁场力的作用。

静止时它的两极不再指向南北方向，而指向一个别的方向。

在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同。

这个现象说明，磁场是有方向性的。

一般规定，在磁场中某点放一个能自由转动的（展示磁铁）（对照实物形进行说明）（演示）（讲解）小磁针，小磁针静止时N极所指的方向，就是该点磁场的方向。

在磁场中可以利用磁感线（也称为磁力线)来形象地表示各点的磁场方向。

所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示磁场的强弱；曲线上每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，如下图所示。

若磁体周围磁场的强弱相等、方向相同，我们把它定义匀强磁场，如下图所示。

二、电流的磁场1．电流的磁效应磁铁并不是磁场的唯一来源。

1820年，丹麦物理学家奥斯特做过下面的实验：放在导线旁边的小磁针，当导线通过电流时会受到力的作用而偏转。

这说明通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。

磁场的强弱和通电导体的电流大小、距离远近有关，电流越大，磁场越强；离导体越近，磁场越强。

磁场的方向可以用安培定则（也称为右手螺旋法则）来判断。

2．安培定则通电导体周围的磁场方向，即磁感线方向与电流的关系可以用安培定则来判断。

(1)直线电流的磁场直线电流的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上，如下图 (a)所示。

磁感线方向与电流的关系用安培定则判断：用右手握住通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如下图(b)所示。

（讲解、演示）（讲解）（讲解、演示）(a) (b)(2)通电螺线管的磁场通电螺线管表现出来的磁性类似条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极。

通电螺线管的磁场方向判断方法是：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向通电螺线管的N极，如下图所示。

（3）环形电流的磁场如下图所示是环形电流的磁场。

环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。

在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。

环形电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的磁感线的方向。

（讲解、演示）（讲解、演示）练习小结1.某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。

具有磁性的物体叫磁体。

磁体两端磁性最强，磁性最强的地方叫磁极。

任何磁体都有一对磁极，一个叫南极，用S表示；另一个叫北极，用N表示。

N极和S极总是成对出现并且强度相等，不存在独立的N极和S极。

磁体间同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

2.磁场是有方向性的，人们规定：放在磁场中某一点的一个可以自由转动的小磁针，当静止时N极所指的方向就是该点处的磁场方向。

磁场可以用磁感线来描述它的强弱和方向。

3.电流周围存在着磁场的现象称为电流的磁效应。

磁场具有力和能的特性，是一种特殊物质。

通电导线的磁场方向与电流方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋法则）来判定，要特别注意大拇指与四指所指的方向的意义。

布置作业课题※第三章磁场与电磁感应※第二节磁路的物理量课型新课授课班级授课时数 1 教学目标了解磁路、主磁通和漏磁通的概念教学重点磁路、主磁通和漏磁通教学难点对磁路、主磁通和漏磁通的理解学情分析教学效果教后记新授课A 、新授课※第二节 磁路的物理量一、磁通磁感线的疏密定性地描述了磁场在空间的分布情况。

磁通是定量地描述磁场在一定面积的分布情况的物理量。

通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母ϕ表示。

磁通的国际单位制单位Wb （韦伯）。

当面积一定时，通过该面积的磁通越大，磁场就越强。

二、磁感应强度磁感应强度是定量地描述磁场中各点的强弱和方向的物理量。

与磁场方向垂直的单位面积的磁通，叫做磁感应强度，也称磁通密度，用字母B 表示。

磁感应强度的国际单位制单位T （特斯拉）。

在匀强磁场中，磁感应强度与磁通的关系可以用公式表示为 SB φ=式中：B ——匀强磁场的磁感应强度，国际单位制单位T （特斯拉）φ——与B 垂直的某一截面积上的磁通，国际单位制单位Wb （韦伯）S ——与B 垂直的某一截面面积，国际单位制单位㎡（平方米）三、磁导率用一个插有铁棒的通电线圈去吸引铁屑，然后把通电线圈中的铁棒换成铜棒去吸引铁屑，我们发现在两种情况下吸力大小不同，前者比后者大得多。

这个现象说明不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。

磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用字母μ表示，国际单位制单位H ／m （亨每米）。

不同的媒介质有不同的磁导率。

实验测定，真空的磁导率是一个常数，用0μ表示，即 H/m 10470-⨯=πμ为了便于比较各种物质的导磁性能，我们把任一物质的磁导率μ与真空磁导率0μ比值称为相对磁导率，用r μ表示，即0μμμ=r 。

相对磁导率只是一个比值，它表明在其他条件相同的情况下，媒介质的磁感应强度是真空中的多少倍。

（讲解）（举例讲解）（讲解）四、磁场强度磁场中各点的磁感应强度B与磁导率μ有关，计算比较复杂。

为方便计算，引入磁场强度这个新的物理量来表示磁场的性质，用字母H表示。

磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率μ的比值，用公式表示为μBH=或 B=μH磁场强度的国际单位制单位A/m（安每米）。

五、磁路磁通所经过的路径叫做磁路。

为了使磁通集中在一定的路径上来获得较强的磁场，常常把铁磁材料制成一定形状的铁心(铁磁材料的磁导率高)，构成各种电器设备所需的磁路。

如图所示，其中（a）图为无分支磁路，（b）图为分支磁路。

利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中，但是与电路比较，漏磁现象比漏电现象严重得多。

全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。

部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。

如选用电磁铁、变压器等铁芯材料时应尽可能让全部磁通通过铁芯截面。

如图所示，当线圈中通以电流后，大部分磁通沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路，这部分磁通就是主磁通。

还有一小部分磁通，它们没有经过工作气隙和衔铁，而经空气自成回路，这部分磁通就是漏磁通。

（讲解）练习小结1. 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母φ表示。

磁通的国际单位制单位Wb（韦）。

2. 与磁场方向垂直的单位面积的磁通，叫做磁感应强度，也称磁通密度，用字母B表示。

磁感应强度的国际单位制单位T（特）。

3. 磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用字母μ表示，国际单位制单位H／m（亨每米）。

不同的媒介质有不同的磁导率。

4. 磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率μ的比值，国际单位制单位A/m（安每米）。

5. 磁通所经过的路径叫做磁路。

全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。

部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。

布置作业课题※第三章磁场与电磁感应※第三节磁场对通电导体作用力课型新课授课班级授课时数0.5 教学目标1．计算电磁力的大小。

2．判断电磁力的方向。

教学重点1．电磁力大小的计算。

2．电磁力方向的判断——左手定则。

教学难点电磁力方向的判断——左手定则学情分析教学效果教后记新授课A、新授课※第三节磁场对通电导体作用力我们知道电流可以产生磁场，当把通电导体置于磁场中时，会有什么情况发生呢？如图所示，把一根直导线AB垂直放入蹄形磁铁的磁场中。

当导体未通电流时，导体不会运动；如果接通电源，当电流从B流向A的时候，导线立即向磁铁外侧运动。

若改变导体电流方向，则导体会向相反方向运动。

我们把通电导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，也称安培力。

从本质上讲，电磁力是磁场和通电导线周围形成的磁场相互作用的结果。

实验证明：在匀强磁场中，当通电导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与导体中电流大小成正比，与导体在磁场中的有效长度及磁感应强度成正比，即F=BIL式中：F——导体受到的电磁力，国际单位制单位N (牛顿)B——磁场中的磁感应强度，国际单位制单位T (特斯拉)I——导体中的电流强度，国际单位制单位A (安培)L——导体在磁场中的有效长度，国际单位制单位m (米) 实验还证明：当导线和磁感线方向成 角时，如下图所示。

电磁力的大小为F＝BI Lsinθ通电导线在磁场中受到的电磁力的方向，可以用左手定则来判断：伸出左手，让大拇指与四指在同一平面内，大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是磁场对通电导线的作用力方向，如右图所示。

（讲解、演示）（对照图形进行说明）（演示、说明）练习小结1．在匀强磁场中，当通电导体与磁场方向垂直时，所受电磁力的大小与导体中电流大小成正比，与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度成正比，用公式表示为：F=BIL。

2．通电导线在磁场中受到的电磁力的方向，可以用左手定则来判断：伸出左手，让大拇指与四指在同一平面内，大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向，就是磁场对通电导线的作用力方向。