《电工技术基础与应用》教案 第9课 认识磁路和交流铁芯线圈电路.docxVIP

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课题

第9课认识磁路和交流铁芯线圈电路

课时

2课时（90min）

教学目标

知识目标：

（1）掌握磁路的基本物理量及铁磁性材料的磁性能

（2）掌握磁路的基本定律

（3）掌握交流铁芯线圈电路的规律和计算方法

技能目标

能够验证电磁感应定律

素质目标：

树立科技成才、技能报国的人生理想

教学重难点

教学重点：磁路的基本物理量、铁磁性材料的磁性能、磁路的基本定律、交流铁芯线圈电路的计算方法

教学难点：验证电磁感应定律

教学方法

问答法、讨论法、讲授法、实践法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学设计

课前任务→考勤（2min）→任务引入（5min）→传授新知（43min）→任务实施（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

课前任务

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务

请大家查阅磁路的相关资料，了解电磁感应定律的相关概念，提前学习“任务工单——验证电磁感应定律”中知识准备部分的内容。

【学生】完成课前任务

通过课前任务，让学生了解本次课的主要内容，增加学生的学习兴趣

考勤

（2min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

任务引入

（5min）

【教师】讲述“任务引入”中的相关内容，引入磁路的相关知识

我国是世界上最早发现磁现象的国家，早在战国末年就有磁铁的记载，我国古代的四大发明之一——指南针就是磁现象的具体应用。磁与电密不可分，电磁感应定律是电磁学中最重大的成就之一，它揭示了电磁之间的相互转化关系。

请选择合适的工具和器材，对电磁感应定律进行验证。

【学生】聆听、思考、交流讨论

介绍任务背景，讲述任务要求，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣

传授新知

（43min）

【教师】引入要讲的知识，讲解基本电路元件的相关知识

一、磁路

线圈通电后，其周围和内部会产生磁场，但是空心载流线圈产生的磁场较弱。为了得到较强的磁场并加以有效利用，工程上常用铁磁性材料做成一定形状的铁芯，然后将线圈绕在铁芯上。当线圈中通过电流时，铁芯即被磁化，从而使产生的磁场大大增强。通电线圈的磁通主要集中在由铁芯构成的闭合路径内，这种磁通集中通过的路径便称为磁路。

1．磁路的基本物理量

1）磁感应强度

磁感应强度B是表示磁场中某点磁场的强弱和方向的物理量，它是一个矢量。在磁场中垂直于磁场方向放置一通电导体，其所受的电磁力F与电流I和导体长度L的乘积IL之比称为通电导体所在处的磁感应强度B，即

（4-1）

磁感应强度的方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则来确定。在国际单位制中，磁感应强度的单位为特（T）。

如果磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则这样的磁场称为均匀磁场。

2）磁通

磁通是描述磁场在某一范围分布情况的物理量，它是一个标量。磁感应强度B与垂直于磁场方向的某一横截面积S的乘积称为通过该面积的磁通，即

或（4-2）

由式（4-2）可知，磁感应强度在数值上可看作与磁场方向相垂直的单位面积内所通过的磁通，因此磁感应强度又称磁通密度。

在国际单位制中，磁通的单位为韦（Wb）。

3）磁导率

磁导率μ是用于衡量物质导磁能力大小的物理量，其单位为亨每米（H/m）。

真空中的磁导率为一个常数，用表示，即。为了便于比较，通常用相对磁导率μr来表示不同物质的导磁能力，即

（4-3）

4）磁场强度

磁场强度H是分析磁场时所引用的一个辅助物理量，即

（4-4）

磁场强度也是矢量，它只与产生磁场的电流及这些电流的分布有关，而与磁介质的磁导率无关。在均匀磁介质中，磁场强度的方向与磁感应强度的方向一致。在国际单位制中，磁场强度的单位为安每米（A/m）

2．铁磁性材料的磁性能

分析磁路时，首先要了解铁磁性材料的磁性能。铁磁性材料主要包括铁、钴、镍及其合金，它们的导磁能力很强，相对磁导率可达几千、几万，甚至几十万。

1）高导磁性

由于铁磁性材料具有很高的磁导率，因此它们在外磁场作用下会被强烈磁化，从而呈现出很高的磁性。

铁磁性材料之所以能够被磁化，是因为其内部存在许多自发磁化的小区域，这些小区域称为磁畴。

?【教师】展示“图4-2磁畴”的图片（详见教材），帮助学生更加直观的理解磁畴的概念

在没有外磁场作用时，磁畴的方向各不相同，排列混乱，磁场相互抵消，对外不显示磁性，如图4-2（a）所示。在有外磁场作用时，磁畴的方向将逐渐改变到与外磁场方向接