04第四章磁与电磁感应要点

4.1磁感应强度和磁通一、教学目标1、了解磁场、磁感线的概念。

2、了解载流体与线圈产生的磁场。

3、了解磁感应强度、磁通的概念。

二、教学重点、难点分析重点：磁感应强度是描述磁场性质的物理量，建立磁感强度的基本概念。

难点：建立磁感强度的基本概念。

三、教具条形磁铁；蹄形磁铁；针形磁铁；通电直导线；通电线圈；通电螺线管。

电化教学设备。

四、教学方法讲授法，演示法，多媒体课件。

五、教学过程I.导入复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备。

提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用。

）空间有点电场Q建立的电场，如在其中的A点放一个检验电荷qi,受电场力Fi,如改放电荷q2,受电场力F2,则旦与旦有何关系，说明什么？（比值q i q2为包量，反映场的性质，叫电场强度。

）II.新课一、磁体与磁感线（复习巩固旧知识，扩充学习新知识）提问一：同学们在初中的学习中都了解到了哪些关丁磁体、磁场的知识啊？答：略。

归纳明确基本概念：某些物体具有吸引铁、锐、钻等物质的性质叫磁性。

具有磁性的物体叫磁体。

常见的磁体有条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁。

磁铁两端的磁性最强，磁性最强的地方叫磁极。

分别是南极，用 S 表示；北 极，用N 表示。

1、 磁场提问二：两个磁体相互接近时，它们之间的作用遵循什么规律？ 答：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

观察：同名磁极，异名磁极的相互作用.进一步加深感性认识. 提问三：磁体之间的相互作用是怎样发生的？ 答：磁体之间的相互作用是同过磁场发生的。

提问四：只有磁铁可以产生磁场吗？ 答：电流也可以产生磁场。

明确概念：磁极之间的作用力是通过磁极周围的磁场传递的。

在磁力作用的 空间，有一种特殊的物质叫 磁场。

学生讨论：电荷之间的相互作用是通过电场；磁体之间的相互作用是通过磁 场。

电场和磁场一样都是一种物质。

2、 磁感线设问：电场分布可以用电力线来描述，那么磁场如何描述呢？ 观察：如图1条形磁铁周围小磁针静止时 N 极所指的方向是不同的.说明：磁场中各点有不同的磁场方向. 设问：磁场中各点的磁场方向如何判定呢？ 将一个小磁针放在磁场中某一点，小磁针静止 时，北极N 所指的方向，就是该点的磁场方向.设问：如何形象地描写磁场中各点的磁场方 向？正像电场中可以利用电力线来形象地描写各点的电场方向一样，在磁场中可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向磁感线：是在磁场中画出一些有方向的曲线，在这些曲线上，每点的曲线方向，亦即 该点的切线方向都有跟该点的磁场方向相同.@ ® ®® ____ _® ■■ZZZJ® @ ®图1磁感线的特性：(1) 磁场的强弱可用磁感线的疏密表 示，磁感线密的地方磁场强；疏的 地方磁场弱。

(2) 在磁铁外部，磁感线从 N 极到S 极；在磁铁内部，磁感线从S 极到 N 极。

磁感线是闭合曲线。

(3)磁感线不相交。

二、电流的磁效应通电导体的周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。

磁场方向决定丁电流方向，可以用右手螺旋定则来判断。

1、通电长直导线的磁场方向右手螺旋法则：右手握住导线并把 拇指伸开，用拇指指向电流方向，那么 四指环绕的方向就是磁场方向(磁感线 方向)，如图3所示。

2、通电螺线管的磁场方向右手螺旋法则：右手握住螺线管并 把拇指伸开，弯曲的四指指向电流方 向，拇指所指方向就是磁场北极(N) 的方向，如图4所示。

三、磁感应强度和磁通 观察实验：(如图5所示)(1) 实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力 F 跟通过 的电流强度I 和导线长度L 成正比，或者说跟I L 的乘积成正比。

这就是说无论 怎样改变电流强度I 和导线长度L,乘积IL 增大多少倍，则F 也增大多少倍 比值F/IL 是包量。

图2条形磁铁磁场分布图3通电长直导线的磁场方向图4通电螺线管的磁场方向图5通电导线在磁场中受力(2)如果改变在磁场中的位置，垂直磁场放置的通电导线F/IL比值乂会是新的包量。

表明：F/IL反映了磁场的特性。

正如电场特性用电场强度来描述一样，磁场特性用一个新的物理量一一磁感应强度来描述。

1、磁感应强度(1)定义：在磁场中垂直丁此磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表小。

(2)计算公式：B=j (磁感应强度定义式) (式4-1)(3)欠量：B的方向与磁场方向相同，即与小磁针N极受力方向相同。

(4)单位：特斯拉(T)。

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，那么这种磁场叫做匀强磁场。

其磁感线平■行且等距。

2、磁通(①)在后面的电学学习中，我们要讨论穿过某一个面的磁场情况。

我们知道，磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。

如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。

我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

(1)定义：磁感应强度B和其垂直的某一截面积S的乘积，叫做穿过该面积的磁通量，用①表示。

（2）计算公式：^=BS （磁通定义式）（式4-2）（3）单位：韦伯（Wb）IWbET m2注意：由式4-2可得B=全，这说明在匀强磁场中，磁感应强度就是与磁场S垂直的单位面积上的磁通。

所以，磁感应强度乂叫做磁通密度（简称磁密）。

III.例题讲解，巩固练习略。

（见教材§4-1例题1,例题2）IV.小结（1）磁感应强度既反映了磁场的强弱乂反映了磁场的方向，它和磁通量都是描述磁场性质的物理量，应注意定义中所规定的条件，对其单位也应加强记忆。

（2）磁通量的计算很简单，只要知道匀强磁场的磁感应强度B和所讨论面的面积S,在面与磁场方向垂直的条件下C）=B S （不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影。

）磁通量是表示穿过讨论面的磁感线条数的多少。

在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小。

V.作业略。

4.2磁场强度一、教学目标1、了解磁导律、磁场强度的概念。

2、了解集中常见载流导体的磁场强度。

二、教学重点、难点分析重点：1、磁场强度概念的建立。

2、几种常见载流导体的磁场强度计算。

难点：1、磁场强度概念的建立。

三、教具电化教学设备。

四、教学方法讲授法，多媒体课件。

五、教学过程I.导入复习4.1节磁感应强度与磁通量的内容。

提问：通电导体周围存在磁场，磁场的方向如何判断？答：右手螺旋法则。

(作课堂练习)提问：磁感应强度的概念是什么？如何计算？方向如何判断？答：(1)定义：在磁场中垂直丁此磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示。

(2)计算公式：B=、(磁感应强度定义式) (式4-1)(3)欠量：B的方向与磁场方向相同，即与小磁针N极受力方向相同。

判断方法同磁场方向判断方法。

II.新课一、磁导率(1)含义：物质导磁性能的强弱用磁导率卜表示。

卜的单位是亨［利］每米，符号为H/m。

' (2)意义：在相同条件下，卜值越大，磁感应强度B越大，磁场越强；P值越小，磁感应强度B越小，磁场越弱。

(3)相对磁导率真空中的磁导率是一个常数，P°=4V10「H/m,为了便丁对各种物质的导磁性能进行比较，以真空中的磁导率卜为基准，将其它物质的磁导率卜和％比较，其比值叫相对磁导率,用七表示，即：（4）分类：根据相对磁导率七的大小，可将物质分为三类:表1分类作用举例顺磁物质巴略大丁1对磁场影响不大。

空气、氧、锡、铝、铅等反磁物质七＜1在磁场中放置反磁物质，磁感应器强度B减小。

氢、铜、石墨、银、锌等铁磁物质出＞＞1在磁场顷置铁磁物质，可使磁感应器强度B增加几千甚全几万倍。

铁、钢、铸铁、锐、钻等（二）磁场强度1、定义：磁场中某点的磁场强度等丁该点磁感应强度与介质磁导率卜的比值，用字母H表示。

3、欠量：方向与该点磁感应强度的方向相同三、几种常见载流导体的磁场强度1、载流长直导线A .计算大小：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,如图4-9所示（见教材）。

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，即H =—（式4-4）2 二rB.方向判断：右手螺旋法则。

2、载流螺线管A .计算大小：如果螺线管的匝数为N,长度为L,通电电流为I,如图4-10所示（见教材）。

理论和实验证明，其内部磁场强度为:L（式4-5）B.方向判断：右手螺旋法则。

III.例题讲解，巩固练习略。

(见教材§4-2例题1,例题2)注意：在本章学习中，新接触的概念、定义、单位较多，在进行计算时注意公式的正确使用，单位代入要使用国际标准单位。

IV.小结(1)根据物质磁导率的不同，可以将物质分为顺磁物质、反磁物质、铁磁物质三类。

复习表1。

(2)磁场强度的概念、数值计算、方向判断。

(3)载流长直导线、载流螺线管所产生磁场强度的计算与方向判断。

V.作业略。

4.3磁路的欧姆定律一、教学目标1、了解磁路及磁路的欧姆定律。

二、教学重点、难点分析无。

(本节内容了解即可。

)三、教具电化教学设备。

四、教学方法讲授法，多媒体课件。

五、教学过程I .复习提问(1)根据物质磁导率的不同，可以将物质分为顺磁物质、反磁物质、铁磁物质三类。

(2)磁场强度的概念、数值计算、方向判断。

II.新课_、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，构成各种电气设备所需的雌鹿，如图1所示为几种常见磁路形式。

利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中，与电路相比，漏磁现象比漏电现象严重的多。

全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。

部分经过磁路，部3)电磁铁的磁路变压器的磁路© 直流电机的磁路图1磁路分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。

为了计算简便，在漏磁不严重的情况下可将其忽略，只计算主磁通即可。

二、磁路的欧姆定律如果磁路的平■均长度为L,横截面积为S,通电线圈的匝数为N,磁路的平均长度为L,线圈中的电流为I,螺线管内的磁场可看作匀强磁场时，磁路内部磁通为,NI NI=」HSS =- L L与般将上式写成欧姆定律得形式，即磁路欧姆定律R m式中F m磁通势，单位是女培， 符号为 A;R m ―磁阻，单位是1 亨［利］ ，符号为H -1;中——磁通，单位是- 后［伯］, 符号为Wb 。

其中，F m=N| ,它与电路中的电动势相似，R m 钱，它与电阻定律R =P 壹相似。

III.小结IV.作业 略。

（式 4-6）4.4电磁感应现象& 4.5电磁感应定律一、教学目标1、启发学生观察实验现象，从中分析归纳通过磁场产生电流的条件，理解电磁感应现象本质。