电工基础教案6[6]

1、课题6-1 认识电磁感应课型新课授课班级授课时数8教学目标 1.掌握电磁感应现象产生的条件2.掌握电磁感应定律及感应电动势计算公式3.掌握右手定则，了解楞次定律教学重点1.掌握电磁感应定律及感应电动势计算公式2.掌握右手定则，教学难点 用楞次定律判断感应电流方向的步骤学情分析教学效果教后记第一节 认识电磁感应新课一、电磁感应现象在发现电流的磁效应后，人们自然想到：既然电流能够产生磁场，反过来磁场是不是也能产生电流呢？如3-34所示，如果让导体AB在磁场中向前或向后运动，电流表的指针就发生偏转，表明电路中有了电流。导体AB静止或上下运动时，电流表指针不偏转，电路中没有电流。可以借助于磁感线的概念

2、来说明上述现象。导体AB向前或向后运动是要切割磁感线，导体AB静止或上下运动是不切割磁感线。可见，闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生。 在这个实验中，导体AB运动。如果导体不动，让磁场运动，会不会在电路中产生电流呢？可以做下面的实验。如图3-35所示，把磁铁插入线圈，或把磁铁从线圈中抽出时，电流表指针发生偏转，这说明闭合电路中产生了电流。如果磁铁插入线圈后静止不动，或磁铁和线圈以同一速度运动，即保持相对静止，电流表指针不偏转，闭合电路中没有电流。在这个试验中，磁铁相对于线圈运动时，线圈的导线切割磁感线。 可见，不论是导体运动，还是磁场运动，只要闭合电路的一部分导体切

3、割磁感线，电路中就有电流产生。闭合电路的一部分导体切割磁感线时，穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，即穿过闭合电路的磁通发生变化。由此提示我们：如果导体和磁场不发生相对运动，而让穿过闭合电路的磁场发生变化，会不会在电路中产生电流呢?如图3-36所示，把线圈B套在线圈A的外面，合上开关给线圈A通电时，电流表的指针发生偏转，说明线圈B中有了电流。当线圈A中的电流达到稳定时，线圈B中的电流消失。打开开关使线圈A中的电流发生变化，线圈B中也有电流产生。在这个实验中，线圈B处在线圈A的磁场中，当A通电和断电，或者使A中的电流发生变化时，A的磁场随着发生变化，穿过线圈B的磁通也随着发生变化。因此，这个实验表

4、明：在导体和磁场不发生相对运动的情况下，只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。总之，不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流。二、感应电流的方向图3-37右手定则 在上一节的实验中，当穿过闭合电路的磁通发生变化时，可以观察到电路中电流表的指针有时偏向这边，有时偏向那边。这表明在不同的情况下，感应电流的方向是不同的。那么怎样确定感应电流的方向呢？ 1.右手定则 当闭合电路中的一部分导线做切割磁感线运动时，感应电流的方向，可用右手定则来断定。伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟

5、手掌在一个平面内，让磁感线垂直进入手心，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，如图3-37。要从物理本质上区别左右手定则的选用，即属于电磁感应现象的问题，使机械能转换为电能应用右手定则；属于磁场对电流作用的问题，使电能转换为机械能应用左手定则。2.楞次定律NS插入时阻碍增加(a)SN拔出时阻碍减小(b)图3-38SN插入时阻碍增加(c)SN插入时阻碍减小(d)在图3-38所示实验中，磁铁插入或抽出线圈时，线圈由于产生感应电流而且具有磁性，磁铁和线圈之间必然要发生相互作用。从能量守恒定律可以断定，这个相互作用总是要阻碍磁铁的运动的。也就是说，当磁铁插入线圈的时候要受到推斥

6、，这时在线圈靠近磁铁的一端出现同性磁极，如图3-38（a）、（c）所示；当磁铁抽出线圈的时候要受到吸引，这时在线圈靠近磁铁的一端出现异性磁极，如图3-38（b）、（d）所示。以上可总结为：增反减同；来拒去留。感应电流的方向，总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通的变化，这就是楞次定律，它是判断感应电流方向的普遍规律。应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤是：首先要明确原来磁场的方向，以及穿过闭合电路的磁通是增加还是减少。然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向，即穿过线圈的磁通增加时，感应电流的磁场方向跟原来磁场的方向相反，阻碍磁通的增加；穿过线圈的磁通减少时，感应电流的磁场方向跟原来磁场

7、的方向相同，阻碍磁通的减少。最后利用安培定则来确定感应电流的方向。3.感应电动势大小 （1）法拉第电磁感应定律内容：线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比，这个规律称为电磁感应定律。 表达式为 E=N 式中N指线圈匝数，单位匝；指磁通变化率，单位Wb/S（韦伯每秒）。法拉第电磁感应定律对所有的电磁感应现象都成立，它表示了确定感应电动势大小的做普遍的规律。（2）导线做切割磁感线时的感应电动势大小 匀强磁场中导线做切割磁感线运动，当lB，且lV时 E=BlV这里l指导线长度，单位是m（米）；V指导线运动速度，单位是m/s（米每秒）；B指磁感应强度。单位是T（特）。练习习题（电工基础

8、第2版周绍敏主编）1.是非题(1) (3) 2填空题(1) 。小结1.电磁感应现象产生的条件2.产生感应电流的条件，感应电流方向的判断3.右手定则与楞次定律4.感应电动势方向判断及计算布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）1选择题(1) (4)。 2在0.4T的匀强磁场中，长度为25cm的导线以6m/s的速度做切割磁感线的运动，运动方向与磁感线成30°，并与导线本身垂直，求导线中感应电动势的大小。3.有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通从0.02Wb增加到 0.09Wb，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是10，当它跟一个电阻为990的电阻器串联组成闭合电路时，通过电

9、热器的电流是多大？课题62认识电感与电感元件课型新课授课班级授课时数4教学目标1.了解自感现象，掌握自感动势大小计算和方向判断2.了解电感器的储能特性及磁场能量计算公式教学重点1.掌握自感动势大小计算 2.电感器的储能特性及磁场能量计算教学难点自感现象的判断学情分析教学效果教后记新课第二节认识电感与电感元件一、自感现象1.自感现象及自感电动势的概念当通过线圈的电流发生变化时，它所产生的磁场也要发生变化，通过线圈本身的磁通也要变化，线圈本身就会产生感应电动势，、这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。这种由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，称为自感现象。在自感现象中产生的感应电动势称

10、为自感电动势。2.自感电动势的大小和方向EL=N=L式中是线圈中电流的变化率，L是线圈的自感系数，EL是自感电动势。当线圈中的电流增大时，自感电动势方向与线圈中电流方向相反；当线圈中的电流减小时，自感电动势方向与线圈中电流方向相同。如图3-42所示。图3-42i增大时+-ELi减小时+-EL3.磁场能量电感线圈和电容器都是电路中的储能元件。在图3-41（b）所示的实验中，通电线圈在切断电源的瞬间，能使回路中指示灯猛亮一下然后逐渐熄灭，这就是由于在电源切断的瞬间，磁场把它储存的能量释放出来，转换成指示灯的热能和光能的缘故。磁场能量的计算公式，在形式和电场能量的计算公式相似。这里，线圈中通过的电流

11、I与电容器两端电压相对应，线圈的电感L与电容器的电容C相对应。根据理论推导，线圈中的磁场能量WL，可用下式计算WL=式中，若L的单位为H（亨），I的单位为A（安），则WL的单位为J。4.自感利弊自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用。自感线圈是交流电路中的重要元件。在无线电设备中，用它和电容器组成振荡电路，以发射电磁波，这在以后的电子技术课程中就会讲到。我们使用的荧光灯点燃和工作时都是自感现象的应用。自感现象也有不利的一面。在自感系数很大而电流又很强的电路中，在切割电路的瞬间，由于电流在很短的时间内发生很大的变化，会产生很高的自感电动势，在断开处形成电弧，这不仅会烧坏开关，甚至危及工

12、作人员的安全。因此，切断这类电路是必须采用特制的安全开关。二、电感器及电感1.电感器在电子技术和电力工程中，常常遇到由导线制而成的线圈，如收音机中的高频扼流圈，荧光灯电路中的镇流器等，这些线圈统称为电感线圈，也叫做电感器。它能将电能转换为磁能储存起来。凡能产生电感作用的元件统称为电感器，一般的电感器由线圈构成，所以又称为电感线圈，为了增加电感量，较小损耗，并缩小体积，通常在线圈内加有软磁体氧体磁心。如图4-24所示为各种电感器。在交流电路中，电感线圈有阻碍交流电通过的能力，而对直流却不起作用（除线圈本身的直流电阻外）。所以电感线圈可以在交流电路中作阻流、降压、耦合以及负载用。当电感和电容配合时

13、，可以作调谐、滤波、选频、耦合等用。电感线圈是组成电路的基本元件之一。电感线圈的种类很多，按电感的形式分，有固定电感线圈和可变电感线圈；按导磁体性质分，有空心线圈和磁心线圈；按工作性质分，有天线线圈、振荡线圈、低频扼流圈和高频扼流圈等；按工作波段分，有中波天线、短波天线、中频振荡和高频振荡线圈；按绕线结构分，有单层线圈、多层线圈和蜂房式线圈等。 2.电感量L（简称电感） 表示电感器产生自感能力的物理量，用字母L表示，也可称作自感量。线圈的电感是由线圈本身的特性决定，它与线圈的尺寸、匝数、和媒介质的磁导率有关。其单位为亨利（H）。 3.电感器的参数电感器是一个储能元件，它的主要参数如下。（1）标

14、称电感量标称电感量是电感元件上标注的电感量数值。（2）允许误差电感的实际电感量相对于标称值的最大允许偏差范围。（3）额定电流额定电流是指电感在电路中正常工作时的所允许通过的最大电流。4.电感器的检测用为万用表的电阻档“R×1”档，测量电感线圈两端的直流电阻值。一般高频电感器的直流电阻在零点几欧到几鸥；低频电感器的内阻在几欧到几十欧。测量值与其技术指导所规定的数值相比较：若阻值比规定的阻值小得多，则说明线圈存在局部短路或严重短路情况；若阻值很大或表针不动，则表示线圈存在断路情况。练习习题（电工基础第2版周绍敏主编） 1是非题(4) (6)。 2选择题(5) 、(6)。 小结1.自感现象

15、2.掌握自感动势大小计算和方向判断3.电感器的储能特性及磁场能量计算公式 4.自感利弊 5.电感器的参数布置作业习题（电工基础第2版周绍敏主编）1填充题（3）(5) 。课题63认识互感及其应用课型新课授课班级授课时数4教学目标1.了解互感现象及其应用 2. 掌握互感电动势公式3.了解同名端的概念，会用同名端判断互感电动势正、负极教学重点1.互感现象及其应用 2. 掌握互感电动势公式教学难点 同名端的概念，会用同名端判断互感电动势正、负极学情分析教学效果教后记新课课前复习自感现象概念、自感电动势大小计算及方向判断。第三节 认识互感及其应用1.互感现象与互感电动势当两个线圈相互靠近时，一个线圈的电

16、流产生的磁通会通过另一个线圈，称为这两个线圈具有磁耦合关系。因此，当一个线圈内的电流发生时，会在另一个线圈上产生感应电动势，这种现象称为互感现象。由互感产生的感应电动势叫互感电动势。如图3-45所示。i变化时1234L1L2图3-46产生感应电动势在两个有磁耦合关系的线圈中，如图3-46所示，互感磁链与产生磁链的电流比值，称为这两个线圈的互感系数，简称互感，用字母表示，单位也为亨（H）。互感系数取决于两个耦合线圈的几何尺寸、匝数、相对位置和磁介质等。互感电动势大小EM1=N1=M EM2=N2=M上式说明：互感电动势大小与本线圈磁通的变化率成正比，与另一线圈中电流的变化率成正比。互感电动势的方向，可用楞次定律判定。2.互感现象的应用互感现象在电工和电子技术中的应用非常广泛。通过互感线圈可以使能量或信号由一个线圈方便地传递到另一个线圈；利用互感现象的原理可制成变压器、感应圈等。但在有些情况中，互感也有害处。例如，有线电话往往由于两路电话线之间额互感而造成串音；收音机、电视机及电子设备中也会由于导线或部件间的互感而影响正常工作。这些互感的干扰都应设法尽量避免。3.互感线圈的同名端 一对互感线圈中，一个线圈的电流发生变化时，在本线圈中产生的自感电压与在相邻线圈中所产生的互感电压极性相同的端点称为同名端，以“*”或“.”表示。一般线