第四版-电工学-教案

2011～2012学年第一学期教案QMSD-0706-12A/0流水号:任课课程:电工学任课教师雷斌全任课班级11矿电(2)1/3班郑州煤炭高级技工学校郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：新授课题：§1-1电路及基本物理量课型：新授课授课目的与要求：1、理解电路的组成和各组成部分的作用及三种状态2、掌握电路中的基本物理量重点、难点：电流的大小和方向，电压与电位的关系，电路中电压和电流的测量重点、难点的解决方案：通过详细讲解进行分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、引入新课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析引入新课：电能的应用和优点学习本课程应注意的问题讲授新课：§1-1电路及其基本物理量电路电路：电流流通的路径。通常由电源、负载、导线、开关等基本部分组成。电源：电路中产生电能的设备。例：发电机、蓄电池、光电池负载：将电能转换成其他形式能量的装置。例：电灯泡、电炉、电动机导线：用来连接电源和负载的元件例：铜线、铝线开关：控制电路接通和断开的装置电路图：用电气符号描述电路连接情况的图，称电路原理图。电路的功能：1、进行能量的转换、传输和分配。实现信息的传递和处理。电气简图常用图形符号介绍：（略）电流电流的形成：电荷的定向移动形成电流。电流的方向规定正电荷移动的方向为电流的方向。若电流的方向和大小恒定不变，则为稳恒电流，简称直流，用DC表示。若电流的大小和方向都随时间而变化，则为交变电流，简称交流，用AC表示。在分析和计算较为复杂的直流电路时，可任意假定一个电流的参考方向，如果计算结果I>0,表明电流的实际方向与参考方向相同；如果计算结果I<0，表明电流的实际方向与参考方向相反。电流的大小若在t时间内通过导体横截面的电荷量是Q，则电流I可表示为I=Q/t电流的单位是安培，用符号A表示。电量的单位是库仑，用符号C表示。常用的单位还有毫安，微安。电流的测量对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表。电流表必须串接到被测量的电路中。直流电流表表壳接线柱上标明的“+”“—”记号，应和电路的极性相一致，不能接错。每个电流表都有一定的测量范围，称为电流表的量程。一般被测电流的数值在电流表量程的一半以上，读数较为准确。三、电压1、电压：电场力将单位正电荷从a点移动到b点所做的功，称为a、b两点间的电压，用Uab表示。电压的单位是伏特，简称伏，用V表示。电压常用的单位还有KV、mV、μV，其换算关系：1KV=1*103V1V=1*103mV1mV=1*103μV2、电压的方向：电压的实际方向即为正电荷在电场中的受力方向。在复杂电路中，常常对电压的实际方向难以判断，因此也要先设定电压的参考方向。通常情况下，选择电压的参考方向和电流的参考方向一致，称为关联参考方向。当电压的实际方向与参考方向一致时，电压为正值；反之；为负值。例：已知：如图a中，U=5V;图b中，U=-2V;图c中，Uab=-4V，试指出电压的实际方向。四、电位1、电位：在电路中选定一个参考点，则电路中某一点与参考点之间的电压即为该点的电位。也就是说某点的电位等于电场力将单位正电荷从该店移动到参考点所做的功。电位用V表示，单位为V.2、参考点：参考点的电位为0，参考点又叫零电位点。高于参考点的电位为正电位，低于参考点的电位为负电位。参考点的选择：参考点可以任意选择。在电力工程中，常取大地为参考点。因此，凡是外壳接大地的电气设备，其外壳都是零点位点。有些不接大地的设备，常选用许多元件汇集的公共点作为零电位点，即参考点。3、电压与电位的关系：电路中任意两点间的电压等于两点间的电位之差，所以电压又称电位差。例：已知Uco=3V,Ucd=2V.试分别以D点和O点为参考点，求各点的电位及D、O两点间的电压Ud0.五、电动势1、定义：电源将正电荷从电源负极经电源内部移到正极的能力用电动势表示。电动势符号为E，单位为V.2、电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。在电源中，电动势的方向与电压的方向是相反的。在电源不接负载的情况下，电源电动势与电源端电压在数值上相等。如果选取电动势参考方向与电压参考方向相反，则：E=U如果选取电动势参考方向与电压参考方向相同，则：E=-U电源的电动势与电压的联系与区别：电源的开路电压和电动势在数值上相同，并且有相同的单位，但是，电源的电动势和电压的物理意义是不同的：电动势是描述电源力（非电场力）做功的物理量，而电压则是描述电场力做功的物理量。电动势仅存在于电源内部，而电压不仅存在于电源两端，而且也存在于电源外部。六、电压的测量：1）对交、直流电压应分别使用交流电压表和直流电压表。2）电压表必须并联在被测量的电路中。3）直流电压表表壳接线柱上标明的“+”“-”记号，应和被测两点的电位相一致，不能接错。4）合理选择电压表的量程。课后小结：本次课主要讲述了电路和电路的组成，电流的形成过程，以及电压、电位、电动势的概念及特点，和它们三者之间的联系与区别。这是学习该门课的基础，因此要求学生对概念的理解要精确透彻，这是重点同时也是学习的难点。此外，讲述了电流、电压的测量方法，也是重点，要求同学们掌握作业：习题册§1-1课后分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：掌握电压、电位、电动势的基本概念及之间的联系掌握电流、电压的测量方法新授课题：§1-2电阻课型：新授课授课目的与要求：1、掌握电阻的基本概念及电阻定律2、了解电阻器的选用重点、难点：电阻定律、电阻与温度的关系重点、难点的解决方案：通过举例、作比较详细讲解进行分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、电路及电路的组成电压、电位、电动势三者之间的联系和区别电压和电位的关系电压是相对的，电位是绝对的。讲授新课：§1-2电阻一、电阻1、电阻：反映导体对电流的阻碍作用大小的一个物理量。用R表示。电阻的单位是欧姆，简称欧，用Ω表示。电压常用的单位还有KΩ、MΩ，其换算关系：1MΩ=103KΩ1KΩ=103Ω2、电阻定律：导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，用公式表示为：R=ℓl/s式中比例系数ℓ称为材料的电阻率，单位名称为欧姆米，用符号Ωm表示；l、s的单位分别用m,m2表示。电阻率的大小反映了物体的导电能力。电阻率小，物体容易导电；电阻率大，物体则不容易导电。例：1、要绕制一个3Ω的电阻，已知锰铜材料的电阻率为44*10-8Ωm，选用横截面积为0.21m2的导线，则需要多长？2、有一段导线，电阻是16，如果把它对折起来作为一条导线用，电阻值是多少？如果把它均匀拉伸，使它的长度为原来的两倍，电阻值又是多少？二、电阻与温度的关系各种材料的电阻率都会随温度的变化而变化。在制作标准电阻时，常采用那些几乎不受温度变化影响的电阻材料。利用某些材料对温度的敏感特性，可以制成热敏电阻。电阻值随温度升高而减小的热敏电阻称为负温度系数的热敏电阻，电阻值随温度升高增大的热敏电阻称为正温度系数的热敏电阻。三、电导1、定义：电阻的倒数。表示物体的导电能力。电导大，物体的导电能力好。2、符号及表示方法：G=1/R单位：s(西门子)各种材料的导电性能有很大差异。按导电能力，物体可以分：导体：导电能力强的材料。例：铜、铁等金属。绝缘体：导电性能很差的材料。例：橡胶、塑料、陶瓷等。半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。例：硅、锗。超导体：某些物质的电阻随温度的下降逐渐减小，到某一温度是，电阻值突然消失，这种现象为超导现象。具有这种特性的材料为超导体。四、色环电阻：用不同的颜色表示不同的含义，标志在电阻器的表面。辨认这种电阻时要从左至右进行，最左边为第一环。电阻值的色标符号：颜色有效数字乘数允许偏差（%）颜色有效数字乘数允许偏差（%）银色——10-2±10黄色4104——金色——10-1±5绿色5105±0.5黑色0100——蓝色6106±0.2棕色1101±1紫色7107±0.1红色2102±2灰色8108——橙色3103——白色9109+50/-20例：阻值为26000Ω、允许偏差5%的电阻器，表示方法如图1所示阻值为17.4Ω、允许偏差为1%的电阻器，表示方法如图2所示金色（偏差）棕色（偏差）橙色（倍乘）金色（倍乘）蓝色（第二位数）黄色（第三位数）红色（第一位数）紫色（第二位数）棕色（第一位数）电阻的测量：1）测量电路中的电阻时应先切断电源，不可带点测量。2）估测电阻的大小，选择适当的倍率档，然后调零，即将两只表笔相触，旋动调零电位器，使指针指在零位。3）测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。4）测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断开。课后小结：本次课主要介绍了电阻和电导的有关知识，重点要求学生掌握电阻定律、色环电阻的识读，及如何用万用表测量电阻。作业：习题册1-2授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：掌握电阻的概念电阻定律新授课题：§1-3欧姆定律课型：新授课授课目的与要求：1、掌握部分电路和全电路欧姆定律得内容2、能运用公式解决问题重点、难点：电阻定律、电阻与温度的关系重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、电阻和电导2、电阻定律的内容讲授新课：§1-3欧姆定律部分电路欧姆定律部分电路：只含有负载而不包含电源的一段电路为部分电路。部分电路欧姆定律的内容：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。公式：I=U/R例：某白炽灯接在220V的电源上，正常工作时流过的电流为455mA，试计算此电灯的电阻。伏安特性曲线以电压为横坐标，电流为纵坐标，可画出电阻的U/I关系曲线，称为伏安特性曲线。II0U伏安特性曲线是直线的电阻元件，称线性电阻；不是直线的，则称为非线性电阻。全电路欧姆定律全电路：含有电压的闭合电路称为全电路。内电路：电源内部的电路内电阻：电源内部的电阻外电路：电源外部的电路外电阻：外电路中的电阻全电路欧姆定律的内容：闭合电路中的电流与电源的电动势成正比，与电路的总电阻（内电阻与外电阻之和）成反比。公式为：I=E/R+rE=IR+Ir=U外+U内例题讲解：有一电源电动势E=3V,内阻r=0.4Ω,外接负载电阻R=9.6Ω,求电源端电压和内压降。电源的外特性1、电源端电压U与电源电动势的关系为U=E-Ir电源的外特性：电源端电压随负载电流变化的关系特性其关系特性曲线称为电源的外特性曲线。UE由图可见：电源端电压随电流的增大而减小。电源内阻越大，直线越倾斜；直线与纵轴交点的纵坐标表示0I电源电动势的大小。2、应用全电路欧姆定律，分析电路在三种不同状态下，电源端电压与输出电流之间的关系。1）通路：电路中的电流为I=E/R+r端电压与输出电流的关系为U外=E–U内=E-Ir2）断路：负载电阻趋向于无穷大，电路中电流为零，内阻压降也为零U外=E-Ir=E3）短路：此时电路中短路电流I短=E/r电源对外输出电压U=E-I短r=0例：已知电池的开路电压为1.5V,接上9Ω的负载电阻时，其端电压为1.35V,求电池的内电阻r.课后小结：本次课主要讲述了部分欧姆定律和全电路欧姆定律的内容及其应用，重点在于能够利用欧姆定律对电路中的未知量进行求解、计算。并掌握三种状态下，电动势与端电压之间的关系。布置作业：习题册1-3授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：1、部分和全电路欧姆定律2、电路的三种状态下，端电压与电动势的关系新授课题：§1-4电功和电功率课型：新授课授课目的与要求：1、掌握电流的热效应原理2、掌握电功和电功率的有关公式重点、难点：电流的热效应原理，并能够灵活运用公式重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、部分电路欧姆定律的内容2、全电路欧姆定律的内容3、电路三种状态下，端电压与电动势的关系讲授新课：§1-4电功和电功率电功定义：电流所做的功，简称电功（电能）。用字母W表示。内容：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流和通电时间t三者的乘积，即：W=UIt式中W、U、I、t的单位分别用J、V、A、s.电能的另一个常用单位是千瓦时，符号KWh，即通常所说的1度电。它和焦耳的换算关系为：1KWh=3.6*106J电功率定义：电流在单位时间内所做的功称为电功率，用字母P表示，单位为W.P=W/t=UI对于纯电阻电路，还可写成：P=I2R或P=U2/R已知在一个闭合回路中，电源的电动势等于外电路电压降与内电路电压降之和，即E=U外+U内或E=IR+Ir将上式两边同乘以I,可得IE=I2R+I2r即P电源=P负载+P内阻上式表明，在一个闭合回路中，电源电动势发出的功率，等于负载电阻消耗的功率和电源内阻消耗的功率之和。这种关系称为电路中的功率平衡。例：有一个电饭锅，额定功率为1000W，每天使用2小时；一台25寸电视机，功率为60W，每天使用4小时；一台电冰箱，输入功率为120W，电冰箱的压缩机每天工作8小时。计算每月（30天）耗电多少度？解：（1kW×2h＋0.06kW×4h＋0.12kW×8h）×30天＝（2度＋0.24度＋0.96度）×30＝52度答:每月耗电52度电流的热效应电流通过导体时使导体发热的现象称为电流的热效应。电流与它流过导体时所产生的热量之间的关系可用下式表示：Q=I2RtQ的单位是J，这种热也称为焦耳热。例:某电烤箱电阻是5Ω，工作电压是220V,问通电15min能放出多少能量？消耗的电能是多少度？负载的额定值电气设备安全工作时所允许的最大电流、最大电压、最大功率分别称为他们的额定电流，额定电压和额定功率。电气设备在额定功率下的工作状态叫做额定工作状态，也叫满载；低于额定功率的工作状态叫轻载；高于额定功率的工作状态叫过载或超载。例如：额定值为100/1W的电阻，两端允许加的最大直流电压为多少？允许流过的直流电流又是多少？课后小结：本次课通过生活中的实例，引入电功、电功率的概念，对电功、电功率及其额定值的概念做了进一步的分析，并联系实际，强调了电功、电功率在实际中的应用。布置作业：习题册1-4授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：1、电功和电功率2、掌握有关计算方法新授课题：§1-5电阻的串联、并联课型：新授课授课目的与要求：1、电阻的串联特点和应用2、电阻的并联特点和应用重点、难点：电阻串并联的特点重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、电功、电功率、额定值2、电路中的注意物理量：电流、电压、电位、电动势、电阻讲授新课：§1-5电阻的串并联电阻的串联定义：把两个或两个以上的电阻器，一个接一个的连成一串，使电路中只有一条通路的连接方式，叫做电阻的串联。串联电路电阻串联电路的特点1、各元件流过同一电流。2、电路两端的总电压等于各电阻两端的分电压之和。3、电路中的等效电阻（总电阻）等于各个串联电阻之和。4、电路中各个电阻两端的电压与它的阻值成正比。三、电阻串联电路的应用1、获得较大阻值的电阻2、限制和调节电路中的电流3、构成分压器4、扩大电压表的量程例1：如图所示的分压器中，已知U=300V,d是公共参考点，R1=150KΩ，R2=100KΩ,R3=50KΩ,求输出电压Ucd,Ubd?例2：有一表头，它的满刻度电流Ig是50A（即允许通过的最大电流），内阻rg是3K，若改装成量程（即测量范围）为10V的电压表，应串联多大的电阻？并联电路把多个元件并列的连接起来，由同一电压供电，就组成了并联电路。

并联电路的特点：电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端的电压U=U1=U2=…Un电路的总电流等于流过各电阻的电流之和I=I1+I2+…+In电路的等效电阻（即总电阻）的倒数等于各并联电阻的倒数之和1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn电路中通过各支路的电流与支路的阻值成反比IR=I1R1=I2R2=…=InRn并联电路的应用凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式。这样每个负载都是一个可独立控制的回路，任一负载的正常启动或关断都不影响其他负载的使用。获得较小阻值的电阻。扩大电流表的量程。例1：有一个500Ω的电阻，分别与600Ω、500Ω、20Ω的电阻并联，并联后的等效电阻各是多少？结论：1、并联电路的等效电阻总是比任何一个分电阻都小；2、两个阻值相等的电阻，并联后等效电阻等于一个电阻的一半3、两个阻值相差很大的电阻并联，可以认为等效电阻近似等于小电阻的阻值。例2：有一表头，满刻度电流Ig=50μA,内阻rg=3KΩ。若把它改装成量程为550μA的电流表，问应并联多大的电阻？课后小结：本次课通过生活中的实例，引入串并联的概念。本节课主要讲述了串、并联电路的特点及其应用。关键是能够利用串、并联电路的特点，分析问题，解决问题。布置作业：习题册1-5授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：1、串联电路的特点和应用2、并联电路的特点和应用新授课题：§1-5电阻的混联课型：新授课授课目的与要求：1、电阻的串联特点和应用2、电阻的并联特点和应用重点、难点：1、了解混联电路的特征，画出等效电路图2、在混联电路中利用欧姆定律进行电压和电流有关计算重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、串联和并联电路的定义2、串联电路的特点和应用3、并联电路的特点和应用讲授新课：§2-3混联电路混联电路的定义在电路中电阻元件既有串联又有并联的连接方式，称为混联电路。分析方法画等效电路图，即把原电路整理成较为直观的串并联关系的电路图，然后计算其等效电阻。在原电路图中，给每一个连接点标注一个字母。注意：同一条导线相连的各连接点只能用同一个字母。按顺序将各字母沿水平方向排列将待求端的字母置于始终两端，最后将各电阻依次填入相应的字母间。例题：先画出两个引入端钮；再标出中间的连接点，应注意凡是等电位点用同一符号标出在混联电路中，已知电路总电压，若求解各电阻上的电压和电流，其步骤一般是：求出这些电阻的等效电阻应用欧姆定律求出总电流应用电流分流公式和电压分压公式，分别求出各电阻上的电压和电流例：如上图所示：，，，，当开关S1、S2同时开时或同时合上时，求R总和I总。解：1、当开关S1、S2同时开时，相当于三个电阻在串联，则R总=R1+R2+R3=1+2+3=6Ω。2、当开关S1、S2同时闭合时，如上图等效电路图所示。例：灯泡A的额定电压U=6V,额定电流I=0.5A;灯泡B的额定电压U=5V,额定电流I=1A。现有的电源电压U=12V,如何接入电阻可使两个灯泡都能正常工作？分析：利用电阻串联的分压特点，将两个灯泡分别串上R3和R4再予以并联，然后接上电源。结论：电路中的总功率等于各电阻上的功率之和。课后小结：本次课主要讲述了混联电路的一些特点及画等效电路图的方法，旨在能够利用串并联电路的特点，来简化分析混联电路。布置作业：习题册1-5授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：新授课题：课型：综合课授课目的与要求：1、了解电路的组成及电路中的一些基本物理量：电压、电流、电动势、电阻、电功、电功率2、掌握欧姆定律的内容及应用重点、难点：欧姆定律有关公式重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习复习：电路基础知识1-1电流和电压电路和电路图（1）电路的组成及个组成部分的作用（2）常用图形符号的画法（3）电路的工作状态电流电流方向规定为正电荷运动的方向电位电位是相对的数值，随参考点的改变而改变。参考点的电位为零，正电位说明改点的电位比参考点高，负电位说明改点的电位比参考点低。只有在参考点相同的前提下才可以比较两点电位的高低。电压电压方向规定为由高电位端指向低电位端，即为电位降低的方向；强调两点之间的电压与路径无关，与参考点的选择无关。电源电动势电源电动势方向规定为在电源内部由低电位端指向高电位端，即为电位升高的方向。说明电源端电压与电源电动势之间的联系及异同点。1-2电阻导体的电阻是由它本身的物理条件决定的，与导体两端所加的电压和通过的电流无关。电阻是客观存在的，在温度不变时，导体的电阻和它的长度成正比，而和它的横截面积成反比，并与材料的性质有关。例：将一根电阻丝均匀拉长为原来的n倍，拉长后的电阻丝阻值变为多少？1-3欧姆定律部分电路欧姆定律在应用时，必须首先在电路图中标出电压和电流的参考方向。当电压和电流的参考方向一致（即为关联参考方向）时，I=U/R;当电压和电流的参考方向相反时，I=-U/R.全电路欧姆定律在应用全电路欧姆定律时，只有当电流的参考方向与电源电动势的方向（）一致时，即电流从电动势的正极流出时，公式为I=E/(R+r);否则，公式为I=-E/(R+r).电源的外特性：U=E-Ir，显然，电流越大，则电源端电压U就越小。如果电源内阻r很小，即r<<R,则U=E,此时，负载变动时，电源的端电压变动不大。电源内阻的大小决定着电源带负载的能力。1-4电功和电功率电功电功的常用单位是千瓦小时，即1度电。电功率P=W/T=UI=I2R=U2/R在一个电路中，电源产生的功率与负载取用的功率、电源内阻和线路电阻上所损耗的功率是平衡的。功率平衡是能量守恒原理在电路中的体现。电阻是耗能元件，永远吸收功率。但对于电源来说，在电路中可能发出功率（处于电源状态），也可能吸收功率（处于负载状态）。电流的热效应、电气设备与元件的额定值电流的热效应有利也有弊。电气设备的实际功率不一定等于额定功率。3）在一定电压下，电源输出的功率和电流决定于负载的大小，即负载需要多少功率和电流，电源就提供多少。因此，电源通常不工作在额定工作状态，一般不应超过额定值。课后小结：本次课就第一章电路基础知识的基本内容做了系统分析。重点掌握其中的几个基本物理量：电路、电流、电压、电位、电动势、电阻、电功和电功率。并要掌握一个重要定律：欧姆定律，并能够灵活运用欧姆定律。布置作业：习题册授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：电场磁场新授课题：§2-1磁场课型：新授课授课目的与要求：1、了解磁场中的一些基本概念2、掌握电流产生磁场的判别方法（右手定则）重点、难点：右手定则的应用重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：电路电荷周围产生的电场讲授新课：§4-1磁场一、磁体及其性质磁性：某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质，这种性质称为磁性。磁体：具有磁性的物体称为磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条形磁体、蹄形磁体等。磁极：磁体两端磁性最强的部分称为磁极。N极和S极。任何磁体都具有两个磁极，而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极。当两个磁极相互作用时：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。二、磁场与磁感线磁场磁场在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。磁感线：磁场的分布常用磁感线来描述。所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的磁针N极所指的方向。磁感线的方向定义为：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。磁感线是闭合曲线。均匀磁场：在磁场的某一区域，如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线，这一区域称为均匀磁场。三、电流的磁场把小磁针放在通电导线旁，小磁针会转动。说明磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。电流所产生磁场的方向可用右手螺旋定则（安培定则）来判断。直线电流产生的磁场用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。环形电流产生的磁场用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指的方向跟电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是通电螺线管的磁场北极的方向。课后小结：本次课主要讲述了磁场中的一些基本概念，重点掌握电流周围所产生的磁场的判断方法：如何运用右手螺旋定则。布置作业：习题册2-1授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：1、磁体及其性质2、磁感线3、电流的磁效应新授课题：§2-2磁场的主要物理量课型：新授课授课目的与要求：1、了解磁场中的主要物理量2、掌握磁场对通电导体的作用重点、难点：磁感应强度重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、磁体及其性质2、磁感线的特点讲授新课：§2-2磁场的主要物理量磁感应强度导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，可以看到导线因受力而发生运动。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。比较两次实验结果发现，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受电磁力越大；电流一定时，通电导线越长，电磁力也越大。在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度，用B表示，即B=F/Il磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符号T表示。磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场方向。磁通设在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积，定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用φ表示磁通，则有φ=BS磁通的单位是韦伯，简称韦，用Wb表示。如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S’与B的乘积来表示磁通。当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，则磁通越大，磁感越强。 从φ=BS，可得B=φ/S这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单位。磁导率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。磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示，其单位为H/m。由实验测得真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m，为一常数。自然界大多数物质对磁场的影响甚微，只有少数物质对磁场有明显的影响。任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作相对磁导率，用μr表示，即：μr=μ/μ0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，媒介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的多少倍。根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：顺磁物质相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂等。反磁物质相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。铁磁物质相对磁导率远大于1，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。磁场强度磁感应强度与媒介质的磁导率有关，而铁磁物质的磁导率不是常数，这就使磁场的计算比较复杂，引入磁场强度。磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质磁导率μ的比值，用H表示。即：H=B/μ磁场强度也是一个矢量，在均匀媒介质中，它的方向和磁感应强度的方向一致。五、铁磁材料的分类硬磁材料特点：不易磁化，不易退磁典型材料及用途：碳钢、钴钢等，适合制作永久磁铁，扬声器的磁钢软磁材料特点：容易磁化，容易退磁典型材料及用途：硅钢、铸钢、铁镍合金等，适合制作电机、变压器、继电器等设备中的铁心矩磁材料特点：很易磁化，很难退磁典型材料及用途：锰镁铁氧体、锂锰铁氧体等，适合制作磁带、计算机的磁盘课后小结：本次课主要讲述了磁场中的主要物理量：磁感应强度、磁通、磁导率，以及铁磁物质。布置作业：习题册2-2授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：磁场中的主要物理量物质的分类新授课题：§2-3磁场对电流的作用课型：新授课授课目的与要求：1、掌握磁场对通电直导体的作用2、了解磁场对通电平行导线、通电线圈的作用重点、难点：左手定则磁场对通电线圈的作用重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、磁场中的主要物理量2、磁场对通电直导体的作用讲授新课：§2-3磁场对电流的作用一、磁场对通电直导体的作用通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称安培力。通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。左手定则：平伸左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的电磁力最大。利用磁感应强度的表达式B=F/Il，可得电磁力的计算式为 F=BIl如果电流方向与磁场方向不垂直，而是有一个夹角α，这时通电导线的有效长度为lsinα。电磁力的计算式变为 F=BIlsinα从中看出：α=90。时，电磁力最大；当α=0时，电磁力最小；当电流方向与磁场方向斜交时，电磁力介于最大值和最小值之间。二、通电平行直导线间的作用两条相距较近且相互平行的直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互排斥。判断受力时，可以用右手螺旋法则判断每个电流产生的磁场方向，再用左手定则判断另一个电流在这个磁场中所受电磁力的方向。发电厂或变电所的母线排就是这种互相平行的载流直导体，为了使母线不致因短路时所产生的巨大电磁力作用而受到破坏，所以每间隔一定间距就安装一个绝缘支柱，以平衡电磁力。三、磁场对通电线圈的作用磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通入电流时，它就会在电磁力的作用下旋转起来。当线圈平面与磁感线平行时，线圈在N极一侧的部分所受电磁力向下，在S极一侧的部分所受电磁力向上，线圈按顺时针方向转动，这时线圈所产生的转矩最大。当线圈平面与磁感线垂直时，电磁转矩为零，但线圈仍靠惯性继续转动。通过换向器的作用，与电源负极相连的电刷A始终与转到N极一侧的导线相连，电流方向恒为由A流出线圈；与电源正极相连的电刷B始终与转到S极一侧的导线相连，电流方向恒为由B流入线圈。因此，线圈始终能按顺时针方向连续旋转。四、习题处理：课后小结：本次课主要讲述了磁场对通电直导体的作用，重点掌握左手定则（电动机定则）的使用，来判断力的方向。布置作业：习题册2-3授课分析：郑煤高级技校理论课教师授课教案QMSD-0706-12A/0流水号：授课日期授课班级复习旧课要点：1、磁场对通电直导体的作用2、磁场对通电平行直导线、通电线圈的作用3、左手定则新授课题：§2-4电磁感应课型：新授课授课目的与要求：1、了解电磁感应现象2、掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律的使用重点、难点：楞次定律和法拉大电磁感应定律重点、难点的解决方案：通过举例、例题讲解进行特点分析教具和参考书：《电工基础》第三版《电工学》第四版参考书教学环节与教学内容：组织教学：考勤、复习旧课、讲授新课、课后小结、作业、课后分析复习旧课：1、磁场对电流的作用2、左手定则讲授新课：§2-4电磁感应一、电磁感应现象将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不偏转，但将它迅速地插入或拔出时，检流计的指针都会发生偏转，说明线圈中有电流。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，产生感应电流的电动势称为感应电动势。二、楞次定律以上实验表明：在线圈回路中产生感应电动势和感应电流的原因是由于磁铁的插入和拔出导致线圈中的磁通发生了变化。楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系，即：感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。三、法拉第电磁感应定律在上述实验中，如果改变磁铁插入或拔出的速度，就会发现，磁铁运动速度越快，指针偏转角度越大，反之越小。而磁铁插入或拔出的速度，反映的是线圈中磁通变化的速度。即：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。用ΔΦ表示时间间隔Δt内一个单匝线圈中的磁通变化量，则一个单匝线圈产生的感应电动势的大小为ℓ=ΔΦ/Δt如果线圈有N匝，则感应电动势的大小为ℓ=NΔΦ/Δt四、直