【第四章教學(xué)目標(biāo)要求】磁場與電磁感應(yīng)1．了解磁場的基本知識，理解磁場、磁力線、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁場強(qiáng)度的基本概念；2．理解電流的磁效應(yīng)和安培定則，理解電磁力和左手定則；3．理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電磁感應(yīng)定律，會應(yīng)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電動勢的方向；4．理解自感、互感和同名端的概念，會判斷同名端?！菊n題】第一節(jié)磁的基本知識【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、演示【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握磁的基本概念及磁感線的表示2、理解磁感線的特點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】磁感線的特點(diǎn)【教學(xué)難點(diǎn)】磁感線的特點(diǎn)【德育目標(biāo)】觀察、歸納得出結(jié)論的能力【教學(xué)過程】第一節(jié)磁的基本知識(一)一、磁場的描述1、磁場的物質(zhì)性：與電場一樣，也是一種物質(zhì)，是一種看不見而又客觀存在的特殊物質(zhì)。存在于（磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動電荷、變化電場、地球的）周圍。2、基本特性：對放入其中的（磁極、電流、運(yùn)動的電荷）有力的作用，它們的相互作用通過磁場發(fā)生。3、方向規(guī)定：=1\*GB3①磁感線在該點(diǎn)的切線方向;=2\*GB3②磁場中任一點(diǎn)小磁針北極(N極)的受力方向(小磁針靜止時N的指向)為該處的磁場方向。=3\*GB3③對磁體：外部(NS),內(nèi)部(SN)組成閉合曲線；這點(diǎn)與靜電場電場線(不成閉合曲線)不同。=4\*GB3④用安培左手定則判斷4、磁感線：電場中引入電場線描述電場，磁場中引入磁感線描述磁場。定義：磁場中人為引入的一系列曲線來描述磁場，曲線的切線表示該位置的磁場方向，其蔬密表示磁場強(qiáng)弱。物理意義：描述磁場大小和方向的工具(物理摸型)，磁場是客觀存在的，磁感線是一種工具，不能認(rèn)為有（無）磁感線的地方有（無）磁場。5、磁場的來源：(1)永磁體（條形、蹄形）(2)通電導(dǎo)線（有各種形狀：直、曲、環(huán)形電流、通電螺線管）(3)地球磁場（和條形磁鐵相似）有三個特征：(磁極位置?赤道處磁場特點(diǎn)?南北半球磁場方向?)=1\*GB3①地磁的N極的地理位置的南極，=2\*GB3②地磁B（水平分量：（南北）堅直分量：南半球：垂直地面而上向；北半球：垂直地面而向下。）=3\*GB3③在赤道平面上：距地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度大小相等、方向水平向北【課題】第一節(jié)磁的基本知識（二）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、演示【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握電流產(chǎn)生磁場的判斷方法2、運(yùn)用安培定則判斷【教學(xué)重點(diǎn)】安培定則【教學(xué)難點(diǎn)】安培定則【德育目標(biāo)】讓學(xué)生明白勤于思考、勤于動手才能學(xué)到知識?！窘虒W(xué)過程】第一節(jié)磁的基本知識一、電流磁場的方向叛斷：安培右手定則（重點(diǎn)）、直、環(huán)、通電螺線管）一定要熟悉五種典型磁場的磁感線空間分布（正確分析解答問題的關(guān)?。┠X中要有各種磁源產(chǎn)生的磁感線的立體空間分布觀念能夠?qū)⒋鸥芯€分布的立體、空間圖轉(zhuǎn)化成不同方向的平面圖（正視、符視、側(cè)視、剖視圖）會從不同的角度看、畫、識各種磁感線分布圖二、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)（磁產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)）安培分子環(huán)型電流假說：分子、原子等物質(zhì)的微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流，叫分子電流。這種環(huán)形電流使得每個物質(zhì)微粒成為一個很小的磁體。這就是安培分子電流假說。它能解釋各種磁現(xiàn)象：軟鐵棒的磁化、高溫，猛烈的搞擊而失去磁性等。本質(zhì)：（磁體、電流、運(yùn)動電荷）的磁場都是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生的，并通過磁場相互作用的。任何磁現(xiàn)象的出現(xiàn)都以“電荷的運(yùn)動(有形無形)”為基礎(chǔ)。一切磁現(xiàn)象歸結(jié)為：運(yùn)動電荷（或電流）之間通過磁場發(fā)生相互作用?！半姳举|(zhì)”實(shí)質(zhì)為運(yùn)動電荷（成形電流）：靜止的電荷在磁場中不會受到磁場力；有磁必有電(對)，有電必有磁(錯)。實(shí)驗(yàn)：奧斯特沿南北方向放置的導(dǎo)線下面放置小磁針，導(dǎo)線通電后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。羅蘭實(shí)驗(yàn)：把大量的電荷加在橡膠盤上,然后使盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動,如圖：在盤在附近用小磁針來檢驗(yàn)運(yùn)動電荷產(chǎn)生的磁場.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：帶電盤轉(zhuǎn)動時，小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且改變轉(zhuǎn)盤方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生轉(zhuǎn)變。此實(shí)驗(yàn)說明；電荷運(yùn)動時產(chǎn)生磁場,即磁場是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生；(即：一切磁場都來源于運(yùn)動電荷,揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。)【作業(yè)】練習(xí)1、2（用鉛筆作圖）【小結(jié)】【課題】第一節(jié)磁的基本知識（三）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、練習(xí)【教學(xué)目標(biāo)】1、幾種常見導(dǎo)體磁感線的畫法2、運(yùn)用安培定則判斷磁場方向【教學(xué)重點(diǎn)】安培定則的運(yùn)用【教學(xué)難點(diǎn)】幾種常見導(dǎo)體磁感線的畫法【德育目標(biāo)】理解學(xué)習(xí)中運(yùn)用的一些學(xué)習(xí)方法來解決事實(shí)上不存在的東西【教學(xué)過程】第一節(jié)磁的基本知識一、磁感線——為了描述磁場的強(qiáng)弱與方向，人們想象在磁場中畫出的一組有方向的曲線．1．疏密表示磁場的強(qiáng)弱．2．每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場的方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．3．是閉合的曲線，在磁體外部由N極至S極，在磁體的內(nèi)部由S極至N極．磁線不相切不相交。4．勻強(qiáng)磁場的磁感線平行且距離相等．沒有畫出磁感線的地方不一定沒有磁場．二、常見磁體磁場分布5．安培定則：姆指指向電流方向,四指指向磁場的方向.注意這里的磁感線是一個個同心圓,每點(diǎn)磁場方向是在該點(diǎn)切線方向·*熟記常用的幾種磁場的磁感線【課題】第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度（一）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握磁場的表示方法2、理解磁場的性質(zhì)【教學(xué)重點(diǎn)】磁場性質(zhì)【教學(xué)難點(diǎn)】磁場的表示要涉及到方向【德育目標(biāo)】舉一反三思維，只要涉及到力就一定有大小有方向?！窘虒W(xué)過程】第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度（一）一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁場的最基本的性質(zhì)：對放入其中的(磁極,電流,運(yùn)動的電荷)有力的作用,都稱為磁場力。I⊥B時,F最大=BIL；I//B時,F=0。2．定義B：注意情境和條件：=1\*GB3①當(dāng)I⊥B時，B=矢量{F⊥(B和I構(gòu)成的平面)。即既F⊥B；也F⊥I}在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線受到的磁場力F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度．=2\*GB3②當(dāng)面積S⊥B時，B=單位面積的磁感線條數(shù)，B的蔬密反映磁場的強(qiáng)弱注意：磁場某位置B的大小，方向是客觀存在的，是磁場本身特性的物理量。與(I大小、導(dǎo)線的長短，受力)都無關(guān)。即使導(dǎo)線不載流，B照樣存在。①表示磁場強(qiáng)弱的物理量．是矢量．②大小：B=F/IL(電流方向與磁感線垂直時的公式)．③方向：左手定則：是磁感線的切線方向；是小磁針N極受力方向；是小磁針靜止時N極的指向．不是導(dǎo)線受力方向；不是正電荷受力方向；也不是電流方向．④單位：牛/安米，也叫特斯拉，國際單位制單位符號T．⑤點(diǎn)定B定：B只與產(chǎn)生磁場的源及位置有關(guān)。就是說磁場中某一點(diǎn)定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值．⑥勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等．⑦磁場的疊加：空間某點(diǎn)如果同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.勻強(qiáng)磁場：是最簡單，同時也是最重要的磁場。大小相等方向處處相同，用平行等間距的直線來表示。分布地方：異名磁極間（邊緣除外），通電螺線管內(nèi)部?！菊n題】第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度（二）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握磁通量的概念、物理意義2、計算磁通量【教學(xué)重點(diǎn)】磁通量的計算【教學(xué)難點(diǎn)】磁通量的物理意義【德育目標(biāo)】融會貫通理解磁場中的物理量【教學(xué)過程】第二節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度二、磁通量與磁通密度（分析法拉第電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)）1．磁通量Φ：概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個面積的磁通量，Φ＝B×S若面積S與B不垂直，應(yīng)以B乘以S在垂直磁場方向上的投影面積S′，即Φ＝B·S′＝B·Scosθ，磁通量的物理意義：穿過某一面積的磁感線條數(shù)．也叫做穿過這個面積的磁通量Φ。是標(biāo)量．說明：對某一面積的磁通量，一定要指明“是哪一個面積的、方向如何”2．磁通密度B：垂直磁場方向穿過單位面積磁力線條數(shù)，即磁感應(yīng)強(qiáng)度，是矢量．3．在勻強(qiáng)磁場中求磁通量類型有：公式的適用條件：(1)當(dāng)面積S⊥B時。Φ=BS單位：韋伯Wb=T·m2(2)S//B時,Φ=0(3)B與S不垂直：Φ應(yīng)該為B乘以S在磁場垂直方向上投影的面積。Φ=B·S影=BSCos(為B與投影面的夾角)說明：計算平面在勻強(qiáng)磁場中的Φ。一定要明確？面積的Φ，（方向如何）沒有指明那一面積的,Φ無意義。=1\*GB3①曲面的磁通量Φ等于對應(yīng)投影平面的Φ，不與線圈平面垂直，應(yīng)該算投影面積。=2\*GB3②Φ是雙向標(biāo)量：當(dāng)有磁感線沿相反方向通過同一平面時，穿過平面的磁通量應(yīng)該為Φ合，面積越大，低消越多。例：由于磁感線是閉合曲線，外部（NS）內(nèi)部（SN）組成閉合曲線，不同與靜電場電場線（不閉合）。所以穿過任一閉合曲面的合Φ為零，穿過地球表面的Φ為零?！菊n題】第三節(jié)洛倫茲力【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握洛倫茲力的概念2、會計算洛倫茲力【教學(xué)重點(diǎn)】洛倫茲力存在的條件【教學(xué)難點(diǎn)】洛倫茲力的計算【德育目標(biāo)】舉一反三思維，只要涉及到力就一定有大小有方向【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力一、洛倫茲力1.洛倫茲力：通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力（安培力）．說明：磁場對通電導(dǎo)線中定向移動的電荷有力的作用,磁場對這些定向移動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)即為安培力．實(shí)驗(yàn)：注意條件=1\*GB3①I⊥B時A:判斷受力大小(由偏角大小判斷)改變I大小,偏角改變;I大小不變,改變垂直磁場的那部分導(dǎo)線長度;改變B大小.B:F安方向與I方向B方向關(guān)系：(改變I方向；改變B方向；同時改變I和B方向)F安方向：安培左手定則，F(xiàn)安作用點(diǎn)在導(dǎo)體棒中心。（通電的閉合導(dǎo)線框受安培力為零）=2\*GB3②I//B時，F(xiàn)安=0，該處并非不存在磁場。=3\*GB3③I與B成夾角時，F(xiàn)=BILSin(為磁場方向與電流方向的夾角)。有用結(jié)論：“同向電流相互吸引，反向電流相排斥”。不平行時有轉(zhuǎn)運(yùn)動到方向相同且相互靠近的趨勢。2.洛倫茲力的計算公式：F＝BILsinθ（θ是I與B的夾角）；=1\*GB3①I⊥B時，即θ＝900，此時安培力有最大值；公式：F＝BIL=2\*GB3②I//B時，即θ＝00，此時安培力有最小值，F(xiàn)=0;=3\*GB3③I與B成夾角時，00＜B＜900時，安培力F介于0和最大值之間.3.洛倫茲力公式的適用條件:①公式F＝BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場中I⊥B的情況,對于非勻強(qiáng)磁場只是近似適用(如對電流元)但對某些特殊情況仍適用．如圖所示，電流I1//I2,如I1在I2處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對I2的安培力F＝BI2LI1I2同理I2對II1I2②根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對磁體有反作用力．【作業(yè)】練習(xí)5、6、7【小結(jié)】【課題】第三節(jié)洛倫茲力（二）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、洛倫茲力方向的判斷2、左手定則的運(yùn)用【教學(xué)重點(diǎn)】左手定則運(yùn)用【教學(xué)難點(diǎn)】左手定則與右手（安培）定則區(qū)別【德育目標(biāo)】理解學(xué)習(xí)中運(yùn)用的一些學(xué)習(xí)方法來解決事實(shí)上不存在的東西【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力二、左手定則1.洛倫茲力方向的判斷——左手定則：伸開左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，并使四指指向電流方向，這時手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向．2.洛倫茲力F的方向：F⊥(B和I所在的平面)；即既與磁場方向垂直，又與通電導(dǎo)線垂直．但B與I的方向不一定垂直．3.洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流1三者的關(guān)系①已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時，可惟一確定I的方向；③已知F,1的方向時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定．4.由于B,I,F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問題時，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫變成易于分析的平面圖，即畫成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等．規(guī)律方法1。洛倫茲力的性質(zhì)和規(guī)律；=1\*GB3①公式F=BIL中L為導(dǎo)線的有效長度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端．如圖所示，甲中：，乙中：L/=d(直徑）＝2R（半圓環(huán)且半徑為R)如圖所示，彎曲的導(dǎo)線ACD的有效長度為l，等于兩端點(diǎn)A、D所連直線的長度，安培力為：F=BIl②安培力的作用點(diǎn)為磁場中通電導(dǎo)體的幾何中心；③安培力做功:做功的結(jié)果將電能轉(zhuǎn)化成其它形式的能．【課題】第三節(jié)洛倫茲力（三）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、左手定則的運(yùn)用2、幾種常用的判斷物體運(yùn)動的方法【教學(xué)重點(diǎn)】常用判斷物體運(yùn)動方法【教學(xué)難點(diǎn)】逆向運(yùn)用定則【德育目標(biāo)】逆向思維，在已知結(jié)論的前提下判斷條件【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力安培力作用下物體的運(yùn)動方向的判斷(1)電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動方向．(2)特殊位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運(yùn)動方向．(3)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析．(4)利用結(jié)論法：①兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢．(5)轉(zhuǎn)換研究對象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動方向．(6)分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動情況的一般步驟：①畫出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況②用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力③)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動情況【課題】第三節(jié)洛倫茲力（四）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握磁場對運(yùn)動電荷的力的計算2、區(qū)別磁場與電場對運(yùn)動電荷的作用力【教學(xué)重點(diǎn)】磁場對運(yùn)動電荷的力的計算【教學(xué)難點(diǎn)】區(qū)別磁場與電場對運(yùn)動電荷的作用力【德育目標(biāo)】學(xué)習(xí)是善于將相近、易混淆知識點(diǎn)總結(jié)、分析【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力（四）一、洛侖茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用力——洛倫茲力電荷的定向移動形成電流，磁場對電流的作用力是對運(yùn)動電荷作用力的宏觀表現(xiàn)。推導(dǎo)：F安=BILf洛=qBv建立電流的微觀圖景(物理模型)垂直于磁場方向上有一段長為L的通電導(dǎo)線，每米有n個自由電荷，每個電荷的電量為q，其定向移動的速率為v。在時間內(nèi)有vt體積的電量Q通過載面，vt體積內(nèi)的電量Q=n·vt·q導(dǎo)線中的電流I==nvq導(dǎo)線受安培力F=BIL=B·nvq·L(nL為此導(dǎo)線中運(yùn)動電荷數(shù)目)單個運(yùn)動電荷q受力f洛==qBv（1）洛倫茲力的大?。篎＝qvBsinα(α為v與B的夾角)注意：=1\*GB3①當(dāng)v⊥B時，f洛最大，f洛=qBv(fBv三者方向兩兩垂直且力f方向時刻與速度v垂直)導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動。=2\*GB3②當(dāng)v//B時，f洛=0做勻速直線運(yùn)動。=3\*GB3③當(dāng)v與B成夾角時，(帶電粒子沿一般方向射入磁場)，可把v分解為(垂直B分量v⊥,此方向勻速圓周運(yùn)動；平行B分量v//,此方向勻速直線運(yùn)動)合運(yùn)動為等距螺旋線運(yùn)動。磁場和電場對電荷作用力的差別：只有運(yùn)動的電荷在磁場中才有可能受洛侖茲力，靜止電荷中磁場中不受洛侖茲力。在電場中無論電荷是運(yùn)動還是靜止，都受電場力作用。f洛=的特點(diǎn)：=1\*GB3①始終與速度方向垂直，對運(yùn)動電荷永不做功，而安培力可以做功。（所以少用動能定理，多與幾何關(guān)系相結(jié)合）。=2\*GB3②不論電荷做什么性質(zhì)運(yùn)動，軌跡如何，洛侖茲力只改變速度的方向，不能改變速度的大小，對粒子永不做功【作業(yè)】思考題：5、8【小結(jié)】【課題】第三節(jié)洛倫茲力（五）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握洛倫茲力判斷FVB三者關(guān)系2、了解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動【教學(xué)重點(diǎn)】掌握洛倫茲力判斷FVB三者關(guān)系【教學(xué)難點(diǎn)】掌握洛倫茲力判斷FVB三者關(guān)系【德育目標(biāo)】將易混淆知識點(diǎn)梳理內(nèi)化【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力（五）一、洛倫茲力FVB三者關(guān)系1.洛倫茲力F的方向既垂直于磁場B的方向，又垂直于運(yùn)動電荷的速度v的方向，即F總是垂直于B和v所在的平面．2.使用左手定則判定洛倫茲力方向：伸出左手，讓姆指跟四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動方向（當(dāng)是負(fù)電荷時，四指指向與電荷運(yùn)動方向相反）則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向．說明：正電荷運(yùn)動方向?yàn)殡娏鞣较?即四指的指向),負(fù)電運(yùn)動方向跟電流方向相反.（3）洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力的方向一定既垂直于電荷運(yùn)動的方向，也垂直于磁場方向．即洛倫茲力的方向垂直于速度和磁場方向決定的平面，同時，由于洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以洛倫茲力的瞬時功率P＝Fvcos90o＝0，即洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功．二、洛倫茲力與安培力的關(guān)系1.洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．2.洛倫茲力一定不做功，它不改變運(yùn)動電荷的速度大小;但安培力卻可以做功．三、不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1.分三種情況：一是勻速直線運(yùn)動；二是勻速圓周運(yùn)動；三是螺旋運(yùn)動．2.做勻速圓周運(yùn)動：軌跡半徑r=mv/qB；其運(yùn)動周期T=2πm/qB(與速度大小無關(guān))．3.垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時都做曲線運(yùn)動，但有區(qū)別：垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，在電場中做勻變速曲線運(yùn)動(類平拋運(yùn)動)；垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，則做變加速曲線運(yùn)動(勻速圓周運(yùn)動)．【課題】第三節(jié)洛倫茲力（六）【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握洛侖茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動求解方法2、了解帶電粒子運(yùn)動規(guī)律【教學(xué)重點(diǎn)】侖茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動求解方法【教學(xué)難點(diǎn)】侖茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動求解方法【德育目標(biāo)】將易混淆知識點(diǎn)梳理內(nèi)化【教學(xué)過程】第三節(jié)洛倫茲力（六）思路方法：明確洛侖茲力提供作勻速圓周運(yùn)動的向心力關(guān)?。寒嫵鲞\(yùn)動軌跡圖，應(yīng)規(guī)范畫圖。才有可能找準(zhǔn)幾何關(guān)系。解題的關(guān)鍵。物理規(guī)律方程：向心力由洛倫茲力提供qBv=mR=(不能直接用)T==1、找圓心：（圓心的確定）因f洛一定指向圓心，f洛⊥v=1\*GB3①任意兩個f洛的指向交點(diǎn)為圓心；=2\*GB3②任意一弦的中垂線一定過圓心；=3\*GB3③兩速度方向夾角的角平分線一定過圓心。2、求半徑：=1\*GB3①由物理規(guī)律求：qBv=mR=；=2\*GB3②由圖得出的幾何關(guān)系式求幾何關(guān)系：速度的偏向角=偏轉(zhuǎn)圓弧所對應(yīng)的圓心角(回旋角)=2倍的弦切角；相對的弦切角相等，相鄰弦切角互補(bǔ)由軌跡畫及幾何關(guān)系式列出：關(guān)于半徑的幾何關(guān)系式去求。3、求粒子的運(yùn)動時間：偏向角（圓心角、回旋角）=2倍的弦切角，即=2；4、圓周運(yùn)動有關(guān)的對稱規(guī)律：特別注意在文字中隱含著的臨界條件=1\*alphabetica、從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等。=2\*alphabeticb、在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，一定沿徑向射出。5、帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的極值問題(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡與邊界相切．(2)當(dāng)速度v一定時，弧長(或弦長)越長，圓周角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的時間越長．【課題】第一節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握電流產(chǎn)生磁場的判斷方法2、運(yùn)用安培定則判斷線的特點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】磁感線的特點(diǎn)【教學(xué)難點(diǎn)】常見磁場磁感線分布【德育目標(biāo)】【教學(xué)過程】第一節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度6、帶電粒子在復(fù)合場中無約束情況下的運(yùn)動性質(zhì)(1)當(dāng)帶電粒子所受合外力為零時，將做勻速直線運(yùn)動或處于靜止?fàn)顟B(tài)．合外力恒定且與初速同向時做勻變速直線運(yùn)動，常見的情況有：①洛倫茲力為零(即v∥B)，重力與電場力平衡，做勻速直線運(yùn)動；或重力與電場力的合力恒定，做勻變速運(yùn)動．②洛倫茲力F與重力和電場力的合力平衡，做勻速直線運(yùn)動．(2)帶電粒子所受合外力做向心力，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動時．由于通常情況下，重力和電場力為恒力，故不能充當(dāng)向心力，所以一般情況下是重力恰好與電場力相平衡，洛倫茲力是以上力的合力．(3)當(dāng)帶電粒子受的合力大小、方向均不斷變化時，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動規(guī)律方法1、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的圓心、半徑及時間的確定(1)用幾何知識確定圓心并求半徑．(2)確定軌跡所對應(yīng)的圓心角，求運(yùn)動時間．(3)注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱的規(guī)律．2、洛侖茲力的多解問題(1)帶電粒子電性不確定形成多解．帶電粒子可能帶正(或負(fù))電荷，在相同的初速度下，正負(fù)粒子在磁場中運(yùn)動軌跡不同，導(dǎo)致雙解．(2)磁場方向不確定形成多解．若只告知B大小，而未說明B方向，則應(yīng)考慮因B方向不確定而導(dǎo)致的多解．(3)臨界狀態(tài)不惟一形成多解．帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，它可能穿過去，也可能偏轉(zhuǎn)1800從入射界面這邊反向飛出．在光滑水平桌面上，一絕緣輕繩拉著一帶電小球在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，若繩突然斷后，小球可能運(yùn)動狀態(tài)也因小球帶電電性，繩中有無拉力造成多解．【課題】磁場知識復(fù)習(xí)【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、磁場基本概念鞏固、加深2、電場力、洛倫茲力對比記憶【教學(xué)重點(diǎn)】磁場基本概念【教學(xué)難點(diǎn)】電場力、洛倫茲力對比記憶【德育目標(biāo)】培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)時善于總結(jié)、比較，學(xué)會自己學(xué)習(xí)【教學(xué)過程】磁場知識復(fù)習(xí)一、基礎(chǔ)知識1、復(fù)合場：即電場與磁場有明顯的界線,帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動,即分段運(yùn)動,該類問題運(yùn)動過程較為復(fù)雜,但對于每一段運(yùn)動又較為清晰易辨,往往這類問題的關(guān)鍵在于分段運(yùn)動的連接點(diǎn)時的速度,具有承上啟下的作用．2、疊加場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，些類問題看似簡單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動往往比較難以把握。二、帶電粒子在復(fù)合場電運(yùn)動的基本分析1.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0時，粒子將做勻速直線運(yùn)動或靜止．2.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運(yùn)動．3.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時，粒子將做勻速圓周運(yùn)動．4.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時，粒子將做變加速運(yùn)動，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理．三、電場力和洛倫茲力的比較見下表:電場力洛侖茲力存在條件作用于電場中所有電荷僅對運(yùn)動著的且速度不跟磁場平行的電荷有洛侖茲力作用大小F=qE與電荷運(yùn)動速度無關(guān)F=Bqv與電荷的運(yùn)動速度有關(guān)方向力的方向與電場方向相同或相反，但總在同一直線上力的方向始終和磁場方向垂直對速度的改變可改變電荷運(yùn)動速度大小和方向只改變電荷速度的方向,不改變速度的大小做功可以對電荷做功,改變電荷的動能不對電荷做功、不改變電荷的動能偏轉(zhuǎn)軌跡在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)，軌跡為拋物線在勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)、軌跡為圓弧【小結(jié)】【作業(yè)】習(xí)題12、14【課題】第四節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解洛倫茲力在實(shí)際儀器、研究中的應(yīng)用2、識記洛倫茲力的應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】洛倫茲力在實(shí)際儀器、研究中的應(yīng)用【教學(xué)難點(diǎn)】洛倫茲力在實(shí)際儀器、研究中的應(yīng)用【德育目標(biāo)】將理論運(yùn)用于實(shí)際，用知識解決困難【教學(xué)過程】第四節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用1．粒子速度選擇器如圖所示，粒子經(jīng)加速電場后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場和磁場，受到的電場力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qv0B＝qE,v0=E/B，若v=v0=E/B，粒子做直線運(yùn)動，與粒子電量、電性、質(zhì)量無關(guān)若v＜E/B，電場力大，粒子向電場力方向偏，電場力做正功，動能增加．若v＞E/B，洛倫茲力大，粒子向磁場力方向偏，電場力做負(fù)功，動能減少．2.磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示，由燃燒室O燃燒電離成的正、負(fù)離子（等離子體）以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場B中．在洛倫茲力作用下，正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個向下的電場．兩板間形成一定的電勢差．當(dāng)qvB=qU/d時電勢差穩(wěn)定U＝dvB，這就相當(dāng)于一個可以對外供電的電源．3.電磁流量計．電磁流量計原理可解釋為：如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動．導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b間出現(xiàn)電勢差．當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定．由Bqv=Eq=Uq/d，可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B4.質(zhì)譜儀如圖所示組成：離子源O，加速場U，速度選擇器（E,B），偏轉(zhuǎn)場B2，膠片．原理：加速場中qU=?mv2選擇器中:偏轉(zhuǎn)場中:d＝2r，qvB2＝mv2/r比荷:質(zhì)量作用：主要用于測量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素．5.回旋加速器如圖所示組成：兩個D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場用來對粒子(質(zhì)子、氛核,a粒子等)加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于交變電源的變化周期．【課題】第五節(jié)電磁感應(yīng)【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、演示【教學(xué)目標(biāo)】1、觀察電磁感應(yīng)想象得出結(jié)論2、分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【教學(xué)重點(diǎn)】分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【教學(xué)難點(diǎn)】分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件【德育目標(biāo)】科學(xué)研究是一項(xiàng)堅持不懈的努力，面對任何的困難都應(yīng)該有這種毅力?！窘虒W(xué)過程】第五節(jié)電磁感應(yīng)自從奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后，許多物理學(xué)家開始了尋找它的逆效應(yīng)即把磁變成電的研究與探索。直到1831年，英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了磁能生電的規(guī)律—電磁感應(yīng)定律，使人們“磁生電”的夢想成真，對人類文明進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。NSNSABG圖4—15電磁感應(yīng)現(xiàn)象一先看下面的實(shí)驗(yàn)。如圖4—15。觀察并思考：1、導(dǎo)體向里或向外做切割磁力線運(yùn)動時；若導(dǎo)體不動，讓磁場向里或向外運(yùn)動；導(dǎo)體沿磁力線方向上下運(yùn)動或?qū)w不動讓磁極上下運(yùn)動時。三種情況中，哪次會有電流產(chǎn)生？2、如果把條形磁鐵插入一個螺線管；把磁鐵從螺線管中拔出時；使磁鐵和線圈以相同的速度運(yùn)動時；檢流計中有無電流產(chǎn)生？NSNS圖4—16電磁感應(yīng)現(xiàn)象二G如果導(dǎo)體與磁場不發(fā)生相對運(yùn)動，會產(chǎn)生電流嗎？綜上所述，磁場產(chǎn)生電流的條件是：閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動，或穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流?！菊n題】第五節(jié)電磁感應(yīng)【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、練習(xí)【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握電磁感應(yīng)定律（右手定則判定電流方向）2、初步掌握電磁感應(yīng)定律計算【教學(xué)重點(diǎn)】掌握電磁感應(yīng)定律【教學(xué)難點(diǎn)】右手定則判定電流方向【德育目標(biāo)】將理論運(yùn)用于實(shí)際，用知識解決困難【教學(xué)過程】第一節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度圖4—圖4—17右手定則1．直導(dǎo)線切割磁力線時的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流（1）方向判定可用右手定則來判定，其具體內(nèi)容是：伸開右手，讓大拇指和其余四指垂直，并都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁力線垂直穿過掌心，大拇指指向?qū)Ь€的運(yùn)動方向，則四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向。如圖4—17所示。（2）大小確定:磁場中導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小與磁場中導(dǎo)體長度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體運(yùn)動速度以及運(yùn)動方向與磁力線方向夾角的正弦成正比，即：式中v—導(dǎo)體切割磁力線的速度，單位是米每秒（m/s）；a—導(dǎo)體運(yùn)動方向與磁場方向之間的夾角，單位是度（°）。當(dāng)=90°時，即直導(dǎo)線垂直切割磁力線時，感應(yīng)電動勢最大，即：例在右圖中，設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T，切割磁力線的導(dǎo)線長度為40㎝，向右勻速運(yùn)動的速度為5m/s，整個線框的電阻為0.5Ω，求：GbbGbb→例4—1dcaa（2）感應(yīng)電流的方向和大小。解：（1）線圈中的感應(yīng)電動勢為：=0.1T×0.4m×5m/s=0.2V利用右手定則判斷感應(yīng)電動勢的方向?yàn)閍→b。（2）線圈中的感應(yīng)電流為：A同樣用右手定則判定感應(yīng)電流的方向?yàn)檠豠→b→c→d方向。【作業(yè)】習(xí)題16、18【課題】第五節(jié)電磁感應(yīng)【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握楞次定律判斷方法【教學(xué)重點(diǎn)】楞次定律和電磁感應(yīng)定律綜合運(yùn)用【教學(xué)難點(diǎn)】常見磁場磁感線分布【德育目標(biāo)】邏輯思維、逆向思維解決問題【教學(xué)過程】第五節(jié)電磁感應(yīng)線圈中磁通量發(fā)生變化時的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流（1）方向判定用楞次定律判定，內(nèi)容是：當(dāng)穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。具體步驟如下：a．明確原磁場的方向，確定穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。b．根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向，若穿過閉合電路的磁通量增加，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；若穿過閉合電路的磁通量減少，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同。c．根據(jù)安培定則，由感應(yīng)電流的磁場方向，確定感應(yīng)電流的方向。（2）大小確定實(shí)驗(yàn)說明，當(dāng)磁鐵插入或拔出線圈的速度越快時，檢流計指針的偏轉(zhuǎn)角度越大；反之則越小。磁鐵插入或拔出線圈的速度，反映了線圈的磁通變化的快慢。所以，線圈中感應(yīng)電動勢的大小與線圈中磁通變化的速度成正比，這個規(guī)律叫做法拉第電磁感應(yīng)定律。其表達(dá)式為：—單匝線圈中磁通的變化量，單位是韋（Wb）；—磁通的變化率，單位為韋每秒（Wb/s）。若線圈有N匝，則上式變?yōu)椋?－線圈中感應(yīng)電動勢的大小，取決于線圈中磁通的變化速度，而與線圈本身的磁通大小無關(guān)。如果，則；越大，則越大?！菊n題】第五節(jié)電磁感應(yīng)【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、練習(xí)【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握法拉第電磁感應(yīng)定律計算2、將楞次定律判斷方法運(yùn)用到題目中解決問題【教學(xué)重點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律計算【教學(xué)難點(diǎn)】楞次定律判斷方法【德育目標(biāo)】將所學(xué)知識融會貫通【教學(xué)過程】第五節(jié)電磁感應(yīng)×××××ab×××××abcdefS例4—2解：開關(guān)S閉合前，穿過閉合電路cdef的磁通量為零。開關(guān)S閉合的瞬間，導(dǎo)線ab中電流I的方向是a→b，由直線電流安培定則可判定，穿過閉合回路cdef的磁力線垂直紙面向外，磁通量增大。由楞次定律可知：產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場應(yīng)阻礙磁通量增加，即與原磁場方向相反，其磁力線應(yīng)垂直紙面向里。由環(huán)形電流安培定則可知：閉合電路cdef中感應(yīng)電流為順時針方向，即導(dǎo)線cd中的感應(yīng)電流為d→c。例在一個B=0.01T的勻強(qiáng)磁場中，放一個面積為0.001㎡的線圈，其匝數(shù)為500匝，在0.1秒內(nèi)，把線圈平面從平行于磁力線的方向轉(zhuǎn)過90°，變成與磁力線的方向垂直。求感應(yīng)電動勢的平均值。解：在線圈轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線圈的磁通變化率是不均勻的，所以不同時刻，感應(yīng)電動勢的大小也不相同，可以根據(jù)穿過線圈的平均變化率來求得感應(yīng)電動勢的平均值。在時間0.01秒內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)過90o，使線圈的磁通量由零變成：=0.01×0.001=1×10-5Wb在這段時間里，磁通的平均變化率為：==1×10-4Wb/s根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈的感應(yīng)電動勢的平均值為：e==－500×10-4=－0.05V【作業(yè)】習(xí)題19、20【課題】第五節(jié)自感【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解自感現(xiàn)象原理2、了解自感系數(shù)【教學(xué)重點(diǎn)】了解自感現(xiàn)象原理【教學(xué)難點(diǎn)】了解自感現(xiàn)象原理【德育目標(biāo)】所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象【教學(xué)過程】第五節(jié)自感一、自感現(xiàn)象下面通過圖4—21的實(shí)驗(yàn)來觀察兩種自感現(xiàn)象。1．在圖4—21（a）中，當(dāng)開關(guān)S閉合時，燈泡HL2立即就亮，而燈泡HLl則是逐漸變亮。其原因是開關(guān)S閉合瞬間，通過線圈的電流發(fā)生了由無到有的變化，線圈中的磁通呈增加的趨勢。根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電動勢要阻礙原電流的增加，因此燈泡HLl發(fā)生逐漸變亮的現(xiàn)象。但HL2支路因串聯(lián)的是一個線性電阻而不會發(fā)生上述過程，因而燈泡HL2在接通電源后立即就亮。HLi1LHL1HL2SEi2RLHLi1LHL1HL2SEi2RLiL（a）電感線圈接通電源（b）電感線圈斷開電源圖4—21自感現(xiàn)象SE上述兩種現(xiàn)象都是由于線圈自身電流發(fā)生變化而引起的。由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫做自感應(yīng)現(xiàn)象，簡稱自感。由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢稱自感電動勢，用eL表示。二、自感系數(shù)。當(dāng)電流流過回路時，回路中產(chǎn)生磁通，叫自感磁通。使N匝線圈具有的磁通叫做自感磁鏈，用字母ψ表示。則：同一電流流過不同的線圈，產(chǎn)生的磁鏈不同，為表示各個線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，將線圈的自感磁鏈與電流的比值稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱電感，用L表示式中ψ—由自身線圈的電流所產(chǎn)生的自感磁鏈，單位：Wb；I—流過線圈的電流，單位：A；L—線圈的電感量，單位：H。L是一個線圈通過單位電流時所產(chǎn)生的磁鏈。電感的單位：【課題】第五節(jié)自感【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、識記自感電動勢公式中各字母含義2、運(yùn)用自感電動勢公式【教學(xué)重點(diǎn)】運(yùn)用自感電動勢公式【教學(xué)難點(diǎn)】運(yùn)用自感電動勢公式【德育目標(biāo)】所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象【教學(xué)過程】第五節(jié)自感三、自感電動勢1．自感電動勢的大小自感是電磁感應(yīng)的形式之一。對于一個具有多匝的空心線圈而言，當(dāng)忽略其繞線電阻時可將它視為一個線性電感，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，它的感應(yīng)電動勢eL大小為：上式表明，線圈的自感電動勢eL與線圈的電感L和線圈中的電流的變化率的乘積成正比。當(dāng)線圈的電感量一定時，線圈的電流變化越快，自感電動勢越大；線圈的電流變化越慢，自感電動勢越小。當(dāng)電流變化率一定時，線圈的電感量L越大，自感電動勢就越大；線圈的電感量越小，自感電動勢就越小。所以電感量反映了線圈產(chǎn)生自感電動勢的能力。例電感量L=0.12H的線圈在一秒內(nèi)電流自2A均勻地降到1A，求此線圈所產(chǎn)生的自感電勢？解：V2．自感電動勢方向+-++-+-eLeLiiLiL增大增大i+eLiiLiL減小減小圖4—22自感電動勢的方向（a）（b）-+-ieL注意：判斷方向時要把產(chǎn)生自感電動勢的線圈看成感應(yīng)電源。如果規(guī)定自感電動勢的參考方向與自感磁通的參考方向（即eL的方向與i的方向）一致，則有：式中的負(fù)號是由楞次定律決定的，它表明自感電動勢總是企圖阻礙原電流的變化?！菊n題】第五節(jié)自感【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解電感線圈中的磁場能量2、識記自感的應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】自感的應(yīng)用【教學(xué)難點(diǎn)】自感的應(yīng)用【德育目標(biāo)】所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象【教學(xué)過程】第五節(jié)自感四、電感線圈中的磁場能量電感線圈也是一個儲能元件。經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，線圈中儲存的磁場能量為：因此線圈的電感也反映了它儲存磁場能量的能力。啟輝器燈管鎮(zhèn)流器～啟輝器燈管鎮(zhèn)流器～220V圖4—23日光燈電路圖S1．磁場能量和電場能量在電路中的轉(zhuǎn)化都是可逆的。例如，隨著電流的增大，線圈的磁場增強(qiáng)，儲入的磁場能量增多；隨著電流的減小，磁場減弱，磁場能量通過電磁感應(yīng)的作用，又轉(zhuǎn)化為電能。因此，線圈和電容器一樣都是儲能元件。2．磁場能量的計算公式，在形式上與電場能量的計算公式相同。五、自感現(xiàn)象的應(yīng)用日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感的一個例子。如圖4—23是日光燈的電路圖。自感練習(xí)題1、當(dāng)線圈中電流改變時，線圈中會產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢方向與原電流方[]A．總是相反B．總是相同C．電流增大時，兩者方向相反D．電流減小時，兩者方向相同2、線圈的自感系數(shù)大小的下列說法中，正確的是[]A．通過線圈的電流越大，自感系數(shù)也越大B．線圈中的電流變化越快，自感系數(shù)也越大C．插有鐵芯時線圈的自感系數(shù)會變大D．線圈的自感系數(shù)與電流的大小、電流變化的快慢、是否有鐵芯等都無關(guān)[]3、一個線圈中的電流均勻增大，這個線圈的A．自感系數(shù)均勻增大B．磁通量均勻增大C．自感系數(shù)、自感電動勢均勻增大D．自感系數(shù)、自感電動勢、磁通量都不變4、如圖1電路中，p、Q兩燈相同，L的電阻不計，則[]A．S斷開瞬間，P立即熄滅，Q過一會才熄滅B．S接通瞬間，P、Q同時達(dá)正常發(fā)光C．S斷開瞬間，通過P的電流從右向左D．S斷開瞬間，通過Q的電流與原來方向相反5、如圖2所示電路，多匝線圈的電阻和電池的內(nèi)電阻可以忽略，兩個電阻器的阻值都是R．電鍵S原來打開著，電流I0=ε／2R，今合下電鍵將一個電阻器短路，于是線圈中有自感電動勢產(chǎn)生，這自感電動勢[]A．有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小為零B．有阻礙電流的作用，最后總小于I0C．有阻礙電流增大作用，因而電流保持為I0不變D．有阻礙電流增大作用，但電流最后還是要增大到2I06．如圖3電路(a)、(b)中，電阻R和自感線圈L的電阻值都是很?。油⊿，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光【課題】第六節(jié)互感現(xiàn)象【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解互感系數(shù)的含義2、初步理解互感現(xiàn)象的原理【教學(xué)重點(diǎn)】互感現(xiàn)象的原理【教學(xué)難點(diǎn)】互感現(xiàn)象的原理【德育目標(biāo)】所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象【教學(xué)過程】第六節(jié)互感現(xiàn)象一、互感現(xiàn)象1121abcdi1i2線圈1線圈2圖4—25互感現(xiàn)象··圖4—25表示兩個線圈，匝數(shù)分別為N1、N2。在線圈1中通以交變電流i1，使線圈1具有的磁通11叫自感磁通，Ψ11=N111叫線圈1的自感磁鏈。由于線圈2處在i11121abcdi1i2線圈1線圈2圖4—25互感現(xiàn)象··由于i1的變化引起Ψ21的變化，從而在另一個線圈2中產(chǎn)生的電壓叫互感電動勢。同理，線圈2中電流i2的變化，也會在線圈1中產(chǎn)生互感電動勢。這種由一個線圈中的交變電流在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。能夠產(chǎn)生互感電動勢的兩個線圈稱為互感線圈。為明確起見，磁通、磁鏈、感應(yīng)電動勢等應(yīng)用雙下標(biāo)表示。第一個下標(biāo)代表該量所在線圈的編號，第二個下標(biāo)代表產(chǎn)生該量的原因所在線圈的編號。例如Ψ21表示出線圈1產(chǎn)生的穿過線圈2的磁鏈。二、互感系數(shù)1．互感系數(shù)M21叫做線圈1對線圈2的互感系數(shù)，簡稱互感。同理，線圈1對線圈2的互感為：理論和實(shí)驗(yàn)證明，M12=M21，因此一般省略下標(biāo)，直接用M表示互感，即：互感M的單位是亨（H）。線圈間的互感M不僅與兩線圈的匝數(shù)、幾何形狀、尺寸、線圈間的相對位置和磁介質(zhì)等因素有關(guān)。其大小反映了一個線圈電流變化時，對另一個線圈產(chǎn)生互感電動勢的能力?！菊n題】第六節(jié)互感現(xiàn)象【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解耦合系數(shù)含義2、簡單計算互感電動勢【教學(xué)重點(diǎn)】簡單計算互感電動勢【教學(xué)難點(diǎn)】耦合系數(shù)含義【德育目標(biāo)】所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象【教學(xué)過程】第六節(jié)互感現(xiàn)象2．耦合系數(shù)耦合線圈的互感系數(shù)是線圈的固有參數(shù)、取決于它們的結(jié)構(gòu)、介質(zhì)的磁導(dǎo)率和兩個線圈之間的相對位置。為了清楚地反映兩個耦合線圈的磁耦合程度，定義耦合系數(shù)為：可見K的取值范圍為。耦合系數(shù)K越大，同樣條件的兩個線圈的互感越大，表明它們耦合越緊。當(dāng)K＝1時，相當(dāng)于一個線圈的磁通全部與另一個線圈交鏈，這種情況稱為全耦合。對于兩個電感線圈，耦合系數(shù)K取決于互感系數(shù)M。因此，如果改變兩個線圈的相對位置就可以改變K值的大小。若兩線圈放在同一軸線上，或者兩個線圈平行放置，則兩個線圈相距越近，互感就越大，K值也就越大；若兩個線圈相距很遠(yuǎn)或者使兩個線圈軸線相互垂直放置，那么互感變小，K值也變小，甚至可能接近零。三、互感電動勢互感電動勢與互感磁鏈的關(guān)系也遵循電磁感應(yīng)定律。因線圈2中電流i2的變化在線圈1中產(chǎn)生的互感電動勢為：互感電壓為：上式說明，線圈中的互感電動勢與互感系數(shù)及另一線圈中電流變化率成正比。互感電動勢的方向可以用楞次定律來判定。式中負(fù)號即為愣次定律的反映?！菊n題】第六節(jié)互感現(xiàn)象【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、練習(xí)【教學(xué)目標(biāo)】掌握互感線圈同名端判斷方法【教學(xué)重點(diǎn)】同名端判斷【教學(xué)難點(diǎn)】同名端判斷【德育目標(biāo)】【教學(xué)過程】第六節(jié)互感現(xiàn)象四、互感線圈的同名端12（a）全耦合兩線圈（b）同名端表示))34M圖4—26互感線圈的同名端112（a）全耦合兩線圈（b）同名端表示))34M圖4—26互感線圈的同名端1234線圈1線圈2互感在各種變壓器、電動機(jī)、電焊機(jī)的原理中都有應(yīng)用。但是在電子設(shè)備中，若線圈的位置裝配不當(dāng)，各個線圈之間會因互感耦合而產(chǎn)生不必要的干擾，嚴(yán)重時會造成整個電路無法工作，為此常把幾個線圈之間的距離加大或者相互垂直安放，以避免相互影響。練習(xí):課后練習(xí)1【課題】第一節(jié)交流電的基本概念【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解交流電的定義2、初步掌握單項(xiàng)交流電【教學(xué)重點(diǎn)】交流電【教學(xué)難點(diǎn)】單項(xiàng)交流電【德育目標(biāo)】熱愛自己的專業(yè)，為之努力【教學(xué)過程】§5—1交流電的基本概念一、交流電的定義在直流電路中，電動勢、電壓、電流的大小和方向都是不隨時間變化。而在交流電路中，電動勢、電壓、電流的大小和方向都是隨時間變化的。把大小和方向隨時間作周期性變化的電動勢、電壓、電流統(tǒng)稱為周期性交流電，簡稱交流電。其中按正弦規(guī)律變化的交流電稱為正弦交流電；不按正弦規(guī)律變化的交流電稱為非正弦交流電。二、單相正弦交流電的產(chǎn)生（見課本圖）首先簡單介紹交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦電動勢的原理。見圖5—3（a），發(fā)電機(jī)的磁場是用直流電磁鐵產(chǎn)生的，電磁鐵的線圈中通入直流電流，就成為了磁極。磁極之間有一個裝在轉(zhuǎn)軸上的圓柱形鐵心，它可以在磁極之間轉(zhuǎn)動。繞組繞在鐵心的表面上，圖中只畫了其中的一匝A-X。磁極與鐵心之間的空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向總是處處與鐵心表面垂直的；磁鐵的形狀制造得使空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小按正弦函數(shù)規(guī)律分布，即（5—1）見圖5—3（b），上式中的：是磁極中央的磁感應(yīng)強(qiáng)度，是各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度中的最大值；是空氣隙中的一點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸O組成的平面與圖示中性面間的夾角。隨而變的情況畫在圖5—３（c）中。在鐵心旋轉(zhuǎn)時，繞組的導(dǎo)體A和X切割磁力線，產(chǎn)生大小相等在繞組回路中方向一致的感應(yīng)電動勢。設(shè)鐵心逆時針方向等速旋轉(zhuǎn)，A、X中的感應(yīng)電動勢同為，選擇繞組電動勢的正方向在繞組回路中是由X到A的，則。設(shè)每個導(dǎo)體的有效長度為，和磁場的相對速度為，根據(jù)的關(guān)系，現(xiàn)在和都不變，將隨繞組運(yùn)動的位置而變化。繞組處在的位置時，因?yàn)?，所以。繞組處在置時，因?yàn)?，電動勢最大，為。繞組處在任意位置時，由于，電動勢為：（5—2）如果繞組等速旋轉(zhuǎn)的角速度為，并且從導(dǎo)體A在的位置時開始計算時間（就是以時的，也就是以時為“計時起點(diǎn)”），則經(jīng)時間后，導(dǎo)體A所處的位置為，所以繞組電動勢隨時間變化的規(guī)律為：（5—3）對應(yīng)的波形如圖5—3（d）?？梢钥吹?，這樣的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是正弦電動勢?？梢?，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢是按正弦規(guī)律變化的，它可以向外電路輸送正弦交流電。應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)際的發(fā)電機(jī)構(gòu)造比較復(fù)雜，線圈匝數(shù)很多，磁極一般也不止一對，是由電磁鐵構(gòu)成的。一般多采用旋轉(zhuǎn)磁極式，即電樞不動，磁極轉(zhuǎn)動，如圖5—3所示。發(fā)電機(jī)采用磁極旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組的絕緣問題、機(jī)械強(qiáng)度問題以及大電壓和大電流引到外部電路等問題都比較容易處理。所以，現(xiàn)代的大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。目前，由旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的頻率可達(dá)15000赫茲的正弦電動勢是由振蕩器產(chǎn)生的?！菊n題】第二節(jié)正弦交流電的表示方法【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握正弦交流電的表示2、理解圖示正弦交流電【教學(xué)重點(diǎn)】正弦交流電的表示【教學(xué)難點(diǎn)】角頻率【德育目標(biāo)】熱愛自己的專業(yè)，為之努力【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的表示方法TTaTTacetb圖5—4交流電的周期o1．周期從圖5—3（d）可以看出，是一個按正弦規(guī)律變化的交流電動勢。線圈勻速轉(zhuǎn)動一周，電動勢按正弦規(guī)律變化一周。我們把交流電完成一次周期性變化所需的時間稱為交流電的周期，用符號T表示，單位是秒，常用s來表示。在圖5—4中，在橫坐標(biāo)軸上由o到a或由b到c的這段時間就是一個周期。周期較小的單位還有毫秒ms、微秒μs。2．頻率交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做交流電的頻率，用符號表示，其單位是赫茲（簡稱赫），常用Hz來表示。常用的單位還有千赫（KHz）和兆赫（MHz），其換算關(guān)系如下：1KHz=Hz1MHz=Hz1MHz=KHz根據(jù)定義，周期和頻率互為倒數(shù)，即：（5—4）目前，在我國的電力系統(tǒng)中，交流電的頻率為50Hz，周期為0.02s，習(xí)慣上稱為工頻；而美國、日本等國家采用60Hz的頻率。在某些設(shè)備中，可能需要較高頻率的交流電，例如無線電工程上使用的頻率為105～3x1010Hz。頻率和周期都是反映交流電變化快慢的物理量，如果周期越短（頻率越高），那么交流電變化就越快。3．角頻率交流電變化的快慢，除了用周期和頻率表示外，還可以用角頻率表示。交流電在一秒內(nèi)所變化的角度（電角度），叫做交流電的角頻率，用符號表示，單位是rad/s。如果交流電1秒內(nèi)變化了1次，則電角度正好變化了2π弧度，也就是說該交流電的角頻率rad/s。若交流電1秒內(nèi)變化了次，則可得周期、頻率和角頻率的關(guān)系為：例如，我國交流電的工頻電壓為50Hz，其角頻率為314rad/s。以上所講的周期、頻率和角頻率都是表示交流電變化快慢的物理量。三個物理量中只要知道其中之一，即可通過上式求出另外兩個。通常把角頻率（或周期）稱為正弦交流量的三要素之一。【課題】第二節(jié)正弦交流電的表示方法【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解交流電的瞬時值與最大值2、能夠讀懂圖中所表示的最大值、瞬時值【教學(xué)重點(diǎn)】讀懂圖中所表示的最大值、瞬時值【教學(xué)難點(diǎn)】讀懂圖中所表示的最大值、瞬時值【德育目標(biāo)】熱愛自己的專業(yè)，為之努力【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的表示方法二、瞬時值與最大值1．瞬時值由于正弦交流電是隨時間按正弦規(guī)律不斷變化的，所以每一時刻的值都是不同的。我們把交流電在每一時刻的值稱為在這一時刻交流電的瞬時值。瞬時值的大小有正、負(fù)，也可能為零。電動勢、電壓和電流的瞬時值分別用小寫字母、和表示。例如，在圖5—5（a）中，在時刻的瞬時值為，時刻的瞬時值為零。圖5—5（a）也可以畫成圖5—5（b）的形式。2．最大值最大的瞬時值稱為最大值，也稱為幅值或峰值。電動勢、電壓和電流的最大值分別用符oπ/2π2πt（b）ot1toπ/2π2πt（b）ot1t2t（a）

圖5—5電動勢的波形圖EmEm交流電的最大值是指交流電在一個周期內(nèi)所能達(dá)到的最大值，可用來表示交流電的電流強(qiáng)弱或電壓高低，在實(shí)際應(yīng)用中很有意義。如電容器用于交流電路中時所承受的耐壓值，就是指的最大值，如果交流電最大值超過電容器所能承受的耐壓值，那么電容器就有被擊穿的可能?！菊n題】第二節(jié)正弦交流電的表示方法【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握交流電有效值與平均值的表示方法2、識別儀表銘牌上的數(shù)據(jù)【教學(xué)重點(diǎn)】掌握交流電有效值與平均值的表示方法【教學(xué)難點(diǎn)】交流電的有效值【德育目標(biāo)】將所學(xué)知識融會貫通【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的表示方法三、有效值與平均值1．有效值交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。讓一個交流電流和一個直流電流分別通過阻值相同的電阻，如果在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，那么就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。交流電動勢、電壓、和電流的有效值分別用大寫字母、和表示。例如：在10歐姆的電阻內(nèi)通過5A的直流電流時，經(jīng)過0.02秒所產(chǎn)生的熱量為1.2焦耳，假如使某一交流電流也通過這個電阻，經(jīng)過0.02秒所產(chǎn)生的熱量也是1.2焦耳，則這個交流電的有效值就是5A。根據(jù)數(shù)學(xué)分析，正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關(guān)系：通常所說的交流電的電動勢、電壓、電流的值，凡沒有特別說明的，交流電的大小都是指有效值。例如，照明電路的電源電壓為220V，動力電路的電源電壓為380V；用交流電工儀表測量出來的電流、電壓都是指有效值；交流電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流的數(shù)值也都是有效值。2．平均值正弦交流電的波形是對稱于橫軸的，在一個周期內(nèi)的平均值恒等于零，所以一般所說平均值是指半個周期內(nèi)的平均值。根據(jù)數(shù)學(xué)分析，正弦交流電在半個周期內(nèi)的平均值為：【課題】第二節(jié)正弦交流電的表示方法【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解相位、相位差的概念2、在圖中讀出相位【教學(xué)重點(diǎn)】在圖中讀出相位【教學(xué)難點(diǎn)】在圖中讀出相位【德育目標(biāo)】對交流電的圖形表示融會貫通【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的表示方法四、相位與相位差有兩個電動勢，如果他們的頻率相等，最大值也一樣，那么，它們的每個瞬時值是否也一樣，也就是它們變化的步調(diào)是否一致?下面我們來分析說明這個問題。o－60°60°圖5—6相位和相位差電動勢的瞬時值是由振幅和正弦函數(shù)共同決定的。我們把叫做該正弦交流電的相位或相角。是時的相角，叫做初相位，簡稱初相。它反映了正弦交流電起始時刻的狀態(tài)。交流電的初相可以是正、負(fù)和零。初相一般用弧度表示，也可以用角度表示，通常用不大于180度的角度來表示。圖5o－60°60°圖5—6相位和相位差設(shè)兩個同頻率交流電為：式中是電壓的相位，是電流的相位。兩個同頻率正弦量的相位之差，叫做它們的相位差，用表示。這樣，電壓和電流的相位差為：上式表明：兩個同頻率正弦量的相位差等于它們的初相之差，是個常數(shù)，不隨時間而改變。相位差是描述同頻率正弦量相互關(guān)系的重要特征量，它表征兩個同頻率正弦量變化的步調(diào)。注意：初相的大小與時間起點(diǎn)的選擇有關(guān)，而相位差與時間的起點(diǎn)選擇無關(guān)，同時應(yīng)注意，只有同頻率的兩個正弦量才能比較相位。根據(jù)兩個同頻率正弦量的相位差，可以確定兩個正弦量之間的相位關(guān)系。一般的相位關(guān)系可分為超前、滯后；特殊的相位關(guān)系可分為同相、反相和正交三種。正弦交流電練習(xí)題一、填空題1、正弦交流電的三要素：、、。2、已知某正弦交流電壓為：，則交流電的最大值為，有效值為，頻率為，角頻率為，周期為，初相位為，時刻的電壓瞬時值為。3、如圖所示為兩個正弦交流電的相量圖，已知，的有效值為220V,則二者的相位差為，其瞬時值表達(dá)式為。4、如圖所示是正弦交流電的相量圖，其中（a）為電路；（b）為電路；（c）為電路；（d）為電路；（e）為電路。5、電容器的特性是二、選擇題1、對照明用交流電的說法正確的是（）A、每秒鐘交流電壓由100次達(dá)到最大值B、交流電的有效值為220VC、其初相位為D、1S內(nèi)交流電壓有50次過零2、在正弦量的相量表示法中，下列說法正確的是（）A、相量的長度等于正弦量的最大值B、相量的長度等于正弦量的有效值C、相量與橫軸的夾角等于正弦量的相位D、相量與橫軸的夾角等于正弦量的初相位3、已知某交流電流，當(dāng)時的瞬時值，初相位，則這個交流電的有效值為（）A、B、C、D、4、下列元器件中消耗電能的是（）A、純電容B、純電感C、純電阻D、以上答案都正確5、下列交流電路中電壓和電流可能同相的是（）A、純電阻B、純電容C、純電感D、RLC串聯(lián)電路6、如圖所示電路，電路為電感性電路的是（）A、R=4Ω、XL=1Ω、XC=2ΩB、R=4Ω、XL=0Ω、XC=2ΩC、R=4Ω、XL=3Ω、XC=2ΩD、R=4Ω、XL=3Ω、XC=3Ω三、判斷題1、正弦交流電的三要素為最大值、有效值、周期。2、只要是正弦量就能用相量進(jìn)行加減運(yùn)算。3、歐姆定律是一個普遍定律，因此，在求純電阻、純電感、純電容電路的電流和電壓的瞬時值時都使用。4、在純電感電路中電壓超前電流。5、在RLC串聯(lián)電路中，若,則該電路呈電感性。四、簡答題1、在交流電路中，有哪些因素阻礙電流的流動？它們在電路中的作用有何異同點(diǎn)？【課題】第二節(jié)正弦交流電的表示方法【課時】1課時【教學(xué)方法】講授、練習(xí)【教學(xué)目標(biāo)】正弦交流電綜合題練習(xí)【教學(xué)重點(diǎn)】綜合訓(xùn)練【教學(xué)難點(diǎn)】綜合讀圖【德育目標(biāo)】將交流電知識融會貫通【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的表示方法例5—1已知兩個正弦交流電壓，分別是V，V。求各交流電的最大值、有效值、平均值、角頻率、頻率、周期、初相和它們之間的相位差，并指出它們之間的“超前”和“滯后”關(guān)系，并在同一坐標(biāo)系上畫出它們的波形圖。解：(1)最大值V，V(2)有效值V，V(3)平均值V，V(4)角頻率(5)頻率HZ(6)周期S(7)初相，(8)相位差【練習(xí)】1、線圈的自感系數(shù)為0.255H，電阻可以忽略不計，把它接在頻率為50HZ，電壓為220V的交流電源上，求通過線圈的電流。若以電壓作為參考相量，寫出電流瞬時值的表達(dá)式，并畫出電壓和電流的相量圖。2、已知加在2μF的電容器上的交流電壓為，球通過電容器的電流，寫出電流瞬時值表達(dá)式并畫出電流、電壓的相量圖【課題】第一節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握電流產(chǎn)生磁場的判斷方法2、運(yùn)用安培定則判斷線的特點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】磁感線的特點(diǎn)【教學(xué)難點(diǎn)】常見磁場磁感線分布【德育目標(biāo)】【教學(xué)過程】§5—2正弦交流電的相量表示法§5—2正弦交流電的相量表示法在交流電路的分析和計算中，常需將頻率相同的正弦量進(jìn)行加減等運(yùn)算，若采用解析式法和波形圖都不夠方便。為此，引入正弦量的相量圖表示法。用旋轉(zhuǎn)矢量表示一個正弦電動勢的具體做法是：以直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為起點(diǎn)畫一個矢量，矢量的長度等于正弦交流電壓的最大值；矢量的起始位置與橫軸之間的夾角為正弦交流電的初相角。該矢量以原點(diǎn)為軸心，以正弦電動勢的角頻率逆時針旋轉(zhuǎn)。這樣，矢量任意時刻在縱軸上的投影就是這個正弦交流電動勢在該瞬間的瞬時值，如圖5－9所示。例如，在時刻，旋轉(zhuǎn)矢量在縱軸上的投影為，相當(dāng)于圖5－9（b）中電動勢波圖5圖5—9相量圖表示原理o0bωtABωγ+1（a）（b）ωt1aωte0形的點(diǎn)a；在時，矢量與橫軸的夾角為，此時矢量在縱軸上的投影為，相當(dāng)于電動勢波形的點(diǎn)b。畫相量時，相同單位的量應(yīng)按相同的比例尺寸來畫。不同單位的量，可以有不同的比例尺寸。同一電路中若干個正弦量的相量常畫在一起稱為相量圖，能形象地表示各正弦量的大小和相位關(guān)系。圖5—10例5—3圖5—10例5—3解：正弦電流的有效值為＝10A，初相角為；正弦電流的有效值為＝10A，初相角為，其相量圖如圖5－10所示。【課題】第三節(jié)純電阻正弦交流電路【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、了解純電阻正弦交流電電阻與電壓的關(guān)系2、區(qū)別正弦交流電與支流電電壓、電阻關(guān)系【教學(xué)重點(diǎn)】純電阻正弦交流電電阻與電壓的關(guān)系【教學(xué)難點(diǎn)】純電阻正弦交流電電阻與電壓的關(guān)系【德育目標(biāo)】對相近事物注意觀察、區(qū)別，理解記憶【教學(xué)過程】§5—3純電阻正弦交流電路純電阻電路，就是既沒有電感又沒有電容，只有線性電阻的電路。在實(shí)際生活中，負(fù)載為白熾燈、電烙鐵、電阻爐的交流電路都可以近似看成是純電阻電路。一、電流與電壓的關(guān)系圖5—11所示電阻電路中，實(shí)驗(yàn)表明，交流電流與電壓的瞬時值，仍然符合歐姆定律，即：由此可見在純電阻電路中，電流與電壓不但是同頻率的正弦量，而且是同相的，其波形圖如圖5—12（a）所示。由上式可知電阻的電壓與電流之間的關(guān)系為：（1）大小關(guān)系或圖5—11圖5—11純電阻電路圖5—12電阻電壓與電流的波形圖和相量圖（a）（b）－+R（3）相量關(guān)系其相量圖如圖5—12（b）所示?！菊n題】第三節(jié)純電阻正弦交流電路【課時】1課時【教學(xué)方法】講授【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握純電阻交流電路功率表示方法2、計算交流電路功率【教學(xué)重點(diǎn)】計算交流電路功率【教學(xué)難點(diǎn)】計算交流電路功率【德育目標(biāo)】將實(shí)際問題用所學(xué)知識解決即善于將理論運(yùn)用于實(shí)踐【教學(xué)過程】§5—3純電阻正弦交流電路二、電路的功率在交流電路中，電壓和電流是不斷變化的，我們把電壓瞬時值和電流瞬時值乘積稱為瞬時功率，用小寫字母表示，即：所以，純電阻正弦交流電路的瞬時功率為：（5—12）其波形圖如圖5—13所示?？梢娝矔r功率總是非負(fù)的值，電阻總是吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換成熱能，這種能量轉(zhuǎn)換是不可逆的，所以電阻是耗能元件。瞬時功率的計算和測量很不方便，一般只用于分析能量的轉(zhuǎn)換過程。所以在實(shí)際應(yīng)用中常用平均功率來表示電阻所消耗的功率。瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值稱為平均功率，又叫做有功功率，用大寫字母表示，單位是瓦，用W表示。純電阻電路的平均功率可以用功率曲線與軸所包圍的面積來表示。由圖5—13可以看出，平均功率在數(shù)值上等于瞬時功率曲線的平均高度，即平均功率等于最大功率的一半。π/2π3π/22ππ/2π3π/22πP圖5—13純電阻電路功率波形o（5—13）根據(jù)歐姆定律也可以表示為：通過以上討論可以得出以下結(jié)論：（1）在純電阻電路中，電壓與電流同頻率、同相位，電壓與電流的最大值、有效值和瞬時值之間都遵循歐姆定律。（2）直流電和交流電在通過電阻時，電流都要做功，把電能轉(zhuǎn)化為熱能。所以電阻是一種耗能元件。（3）純電阻電路的平均功率等于電流的有效值與電阻端電壓的有效值的乘積。例題5—5已知某白熾燈的參數(shù)為220V/25W，當(dāng)其兩端所加電壓為V時，試求：（1）白熾燈工作時的電阻是多少?（2）通過白熾燈的電流瞬時值與有效值；（3）有功功率。解：（1）由題可知，白熾燈的電壓為220V時，功率為25W所以=1936Ω（2）通過白熾燈的電流瞬時值為:≈A通過白熾燈的電流的有效值為：A（3）由于白熾燈工作在額定狀態(tài)下，因此其功率應(yīng)為額定功率。從已知條件可知、W?！?－1交流電的基本概念一、什么交流電恒穩(wěn)直流電：大小和方向不隨時間變化的電流、電壓、電動勢的總稱，常簡稱為直流電。脈動直流電：大小隨時間有些變化而方向不變的電流、電壓、電動勢的總稱。交流電：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流、電壓、電動勢的總稱。正弦交流電：按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交流電。交流電流、電壓、電動勢的其數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為：通二、正弦交流電的產(chǎn)生正圖5—1是交流發(fā)電機(jī)原理圖。其他位置的。式中，，表示交流電動勢的最大值。可見，這個電動勢是按正弦函數(shù)規(guī)律變化的，我們把它稱為正弦交流電動勢。逆時針轉(zhuǎn)=0，轉(zhuǎn)至最大；，線圈轉(zhuǎn)動半周，這個半周中除了這兩個位置，A點(diǎn)的電位高于B點(diǎn)的電位，電動勢為正。此后，B點(diǎn)的電位高于A點(diǎn)的電位，電動勢為負(fù)。故圖示發(fā)電機(jī)(一對磁極發(fā)電機(jī))的線圈轉(zhuǎn)動一周，電動勢正、負(fù)變化一次。流過負(fù)載的電流的方向也就隨線圈轉(zhuǎn)動一周而變化一次。設(shè)開始計時線圈的起始位置與中性面的夾角為，則在轉(zhuǎn)動時間后，線圈與中性面之間的夾角，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可表示為：同理：從旋轉(zhuǎn)的部分是電樞還是磁極看，發(fā)電機(jī)分旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，圖示的發(fā)電機(jī)為旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)；從磁極的對數(shù)看，發(fā)電機(jī)有單對磁極發(fā)電機(jī)，也有多對磁極發(fā)電機(jī)，如三峽電站國產(chǎn)700MW水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為75，磁極的對數(shù)達(dá)40對（80極），圖示的發(fā)電機(jī)為單對磁極發(fā)電機(jī)。設(shè)，，，則：V。列表計算并作波形圖如下：（s）1/3607/90023/18004/22560°150°240°330°90°180°270°360°（V）0－0從旋轉(zhuǎn)的部分是電樞還是磁極看，發(fā)電機(jī)分旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)；從磁極的對數(shù)看，發(fā)電機(jī)有單對磁極發(fā)電機(jī)，也有多對磁極發(fā)電機(jī)。如三峽電站國產(chǎn)700MW水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為75r/min，磁極的對數(shù)可達(dá)40對（80極）。三、交流電的三要素決定交流電瞬時值大小的三個量叫做交流電報三要素,它們分別是最大值（或有效值）、頻率（或角頻率、周期）、初相。1.最大值（或有效值）瞬時值交最大值交有效值做功能力與交流電相同的直流電的數(shù)值（在相同的時間里，若一直流電與一交流電的發(fā)熱量相等，則直流電與交流電等效，直流電的數(shù)值叫交流電的有效值）。交流電的大小用有效值表示。分別E、U、I，表示。理論證明：正弦交流電的