安培環(huán)路定律匯總

第一節(jié)安培環(huán)路定律電子教案編號NO——201課題2.1安培環(huán)路定律學(xué)時4編寫日期年月日授課教師陰元河授課專業(yè)班次日期年月日第周星期第節(jié)教學(xué)目的掌握磁路、磁感應(yīng)強度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強度、磁動勢、磁阻等的基本概念掌握磁感應(yīng)強度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強度、磁動勢、磁阻的有關(guān)計算公式掌握安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)重點磁路、磁感應(yīng)強度、磁通量、磁導(dǎo)率、磁場強度、磁動勢、磁阻等的基本概念安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)難點安培環(huán)路定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用教學(xué)課型新課教具器材多媒體白板教學(xué)組織與過程磁路的幾個基本物理量磁路：重要有鐵磁材料構(gòu)成而為磁通集中通過的閉合途徑，稱為磁通。磁路中的鐵磁材料稱為鐵芯。圖1.1是一種均勻密繞的空心環(huán)形線圈，匝數(shù)為。當(dāng)電流I通過線圈時，在環(huán)形線圈內(nèi)就產(chǎn)生磁場。環(huán)內(nèi)磁力線是某些以o為圓心的同心圓，其方向可用右手螺旋定則擬定。磁力線通過的途徑稱為磁路，環(huán)形線圈的磁路是線圈所包圍的圓環(huán)。圖１１．磁感應(yīng)強度：描述某點磁場強弱和方向的物理量稱為磁感應(yīng)強度。它不僅有大小并且有方向，是一種矢量。（1）磁感應(yīng)強度的定義在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力F，跟通電電流強度和導(dǎo)線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應(yīng)強度B．（2）磁感應(yīng)強度的公式（定義式）：（3）磁感應(yīng)強度的單位（板書）在國際單位制中，B的單位是特斯拉（T），由B的定義式可知：（4）磁感應(yīng)強度的方向磁感應(yīng)強度是矢量，不僅有大小，并且有方向，其方向即為該處磁場方向．順便闡明，普通的永磁體磁極附近的磁感應(yīng)強度是0.5T左右，地球表面的地磁場的磁感應(yīng)強度大概為5.0×10-5T．（5）電磁力Ｆ＝ＢＩＬ方向的鑒定：左手定則左手定則：如圖１．２，左手平展，使大拇指與其它四指垂直，并且都跟手掌在一種平面內(nèi)。把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流所指方向，則大拇所指指的方向就是導(dǎo)體受力的方向。磁通量磁感線和磁感應(yīng)強度的關(guān)系．為了定量地擬定磁感線的條數(shù)跟磁感應(yīng)強度大小的關(guān)系，規(guī)定：在垂直磁場方向每平方米面積的磁感線的條數(shù)與該處的磁感應(yīng)強度大小（單位是特）數(shù)值相似．這里應(yīng)注意的是普通畫磁感線能夠按上述規(guī)定的任意倍來畫圖，這種畫法只能協(xié)助我們理解磁感應(yīng)強度大小，方向的分布，不能通過每平方米的磁感線數(shù)來得出磁感應(yīng)強度的數(shù)值．提問：各點電場強度方向、大小均相似的電場叫什么電場？這種電場電場線的分布有什么特點？應(yīng)答：這種電場叫做勻強電場，勻強電場電場線的分布是間距相似方向一致的平行直線．提問：什么叫做勻強磁場，如何用磁感線描述勻強磁場？應(yīng)答：對于某范疇內(nèi)的磁場，其磁感應(yīng)強度的大小和方向均相似，則該范疇內(nèi)的磁場叫做勻強磁場．能夠用間距相似、方向一致的平行直線描述勻強磁場．距離很近，相對面積相似且互相平行的異名磁極之間的磁場都可看做是勻強磁場．密繞螺線管中的磁場也可看做是勻強磁場．（1）磁通量的定義穿過某一面積的磁感線的條數(shù)，叫做穿過這個面積的磁通量，用符號Φ表達．（2）磁通量與磁感應(yīng)強度的關(guān)系由于按前面的規(guī)定，穿過垂直磁場方向單位面積的磁感線條數(shù)，等于磁感應(yīng)強度B，因此在勻強磁場中，垂直于磁場方向的面積S上的磁通量Φ為Φ=BS磁通量的單位在國際單位中，磁通量的單位是韋伯（Wb），簡稱韋．1韋（Wb）=1特（T）×1米2（m2）由Φ=BS，可得B=Φ／S，因此磁感應(yīng)強度B等于垂直于磁場單位面積上的磁通量，也叫做磁通密度，用韋（Wb）／米2（m2）作單位．磁導(dǎo)率磁場強度為了排除介質(zhì)對磁場的影響，使計算更加方便，引入磁場強度這個物理量，其定義是磁動勢磁阻描述磁路對磁通妨礙作用大小的物理量稱為磁阻。一段磁路的磁阻Rm與磁路介質(zhì)的導(dǎo)磁率以及磁路截面成反比，與該段磁路的平均長度成正比，即二、安培環(huán)路定律1.安培環(huán)路的定理：靜電場的環(huán)流，由靜電場的這一特性懂得靜電場為保守場，靜電場力做功與途徑無關(guān)，因此在靜電場中能夠引入電勢這個物理量來描述電場。對由恒定電流激發(fā)的磁場，由于磁感應(yīng)線總是閉合的，因此能夠預(yù)期對任一閉合曲線，恒定磁場的環(huán)流能夠不為零。下面通過無限長直電流產(chǎn)生的磁場，簡樸討論磁場的環(huán)流。(1)閉合回路包圍無限長載流直導(dǎo)線，回路平面垂直于電流：設(shè)無限長直電流垂直指向外，在垂直于該電流的平面內(nèi)圍繞該電流取任一閉合環(huán)路。在閉合環(huán)路上任取線元dl，則：對閉合環(huán)路積分得：若回路繞行方向相反，則：(2)閉合回路不包圍電流：能夠證明：以上結(jié)論對任意電流和任意閉合環(huán)路都成立。安培環(huán)路定理：磁感強度沿任意閉合環(huán)路的積分，等于穿過該閉合環(huán)路內(nèi)全部電流的代數(shù)和乘以μ0,與環(huán)路外電流無關(guān)。當(dāng)回路繞行方向與電流方向符合右螺旋法則時，I>0；反之，I<0。討論：①安培環(huán)路定理中，環(huán)路上的是環(huán)路內(nèi)、外電流共同產(chǎn)生的。因此，的環(huán)流為零，并不表達環(huán)路上的到處為零。②磁場的環(huán)路能夠不等于零，闡明磁場不是保守場，或矢量的環(huán)流不含有功的意義。因此，磁場中不能引入標(biāo)量勢的概念來描述磁場。這闡明磁場和靜電場是本質(zhì)上不同的場。2．安培環(huán)路定理的應(yīng)用：與靜電場中運用高斯定理能夠求解某些對稱分布的電場同樣。對于某些含有對稱分布的磁場，也能夠應(yīng)用安培環(huán)路定理來求解。(1)載流長直螺線管內(nèi)的磁場：設(shè)長直載流螺線管均勻密繞，單位長度上導(dǎo)線的匝數(shù)為n，導(dǎo)線內(nèi)通有恒定的電流I。螺線管密繞時，磁感應(yīng)線全部穿過螺線管內(nèi)，螺線管外中部附近磁感強度近似為零。取如圖所示的安培環(huán)路MNOPM，由于螺線管外磁場為零，且NO、PM段在螺線管內(nèi)與磁場方向垂直，因此磁場對NO、OP、PM三段的積分為零，即：得：由此成果可見：在長直螺線管內(nèi)中部附近的磁場是均勻的。(2)載流螺繞環(huán)（螺線環(huán)）內(nèi)、外的磁場：設(shè)環(huán)形螺線管內(nèi)、外半徑分別為r1、r2，環(huán)上線圈密繞，總匝數(shù)為N，線圈內(nèi)通有電流I。螺繞環(huán)密繞時，磁場全部集中在環(huán)內(nèi)，環(huán)外無磁場。由對稱性：環(huán)內(nèi)的磁感應(yīng)線為一系列同心圓環(huán)，取半徑為r的磁感應(yīng)線為環(huán)路，則磁場沿該環(huán)路的積分為：即螺線環(huán)環(huán)內(nèi)：當(dāng)r2?r1<<r1，r2時，取螺繞環(huán)平均半徑為R，則：即：當(dāng)螺線環(huán)很細時，其環(huán)內(nèi)磁感強度的大小與螺線管內(nèi)磁感強度大小相似。(3)無限長載流圓柱體內(nèi)、外的磁場：設(shè)二分之一徑為R的無限長載流直圓柱體，電流I沿軸線方向均勻分布。由對稱性：圓柱體內(nèi)、外的磁感應(yīng)線都是垂直于軸線的同心圓。取半徑為r的任意磁感應(yīng)線為積分環(huán)路，則對該閉合環(huán)路，磁場的環(huán)流為：①當(dāng)r<R時：因此，圓柱體內(nèi)磁感強度隨半徑r的分布為：與r成正比。②當(dāng)r>R時：因此，圓柱體外磁感強度隨半徑r的分布為：與r成反比。已含有知識初中物理知識教學(xué)辦法教法任務(wù)驅(qū)動法學(xué)法自主合作法教學(xué)媒體及輔件課件環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動備注任務(wù)準(zhǔn)備1.檢查出勤、儀表2填寫考勤表課程表）進行課前準(zhǔn)備；漸入學(xué)習(xí)角色組織課堂，營造管理的學(xué)習(xí)情景；任務(wù)引入課前復(fù)習(xí)思考回答舊知創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境溫故：對前一次課程內(nèi)容的回想；引入新的任務(wù)任務(wù)提出教師提出本次課要完畢的總?cè)蝿?wù)接受任務(wù)，分組討論：一二組：1三四組：2五六組：3任務(wù)研究教師帶領(lǐng)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)；啟發(fā)學(xué)生學(xué)生以小組為單位討論任務(wù)的實施辦法頭腦風(fēng)暴、各抒己見、明確分工方案交流組織各小組介紹各自的任務(wù)完畢辦法各小組闡明自己完畢任務(wù)的辦法使各組能夠取長補短任務(wù)實施巡視、協(xié)助、啟發(fā)、調(diào)協(xié)1.以小組為單位，根據(jù)組內(nèi)任務(wù)分派，各自完畢自己的任務(wù)；2.組內(nèi)交流，匯聚成果3.準(zhǔn)備交流材料做中學(xué)，做中教，教師巡視指導(dǎo)協(xié)調(diào)任務(wù)交流組織學(xué)生將各自的任務(wù)成果向全體同窗展示交流各組分別就自己的成