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磁聚焦和磁发散课件一、教学内容1. 磁聚焦现象：引导学生观察通电直导线周围磁场的分布，探讨同名磁极相互吸引的原理。
2. 磁发散现象：指导学生进行实验，观察通电螺线管周围磁场的分布，探讨异名磁极相互吸引的原理。
3. 磁通量的概念：通过实验演示，让学生理解磁通量的概念，以及磁通量的计算方法。
二、教学目标1. 理解磁聚焦和磁发散现象，能用物理语言描述这两种现象。
2. 能运用磁聚焦和磁发散的原理，解释生活中的一些现象。
3. 掌握磁通量的计算方法，提高学生的实验操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点重点：磁聚焦和磁发散现象的观察和理解。
难点：磁通量的计算方法的掌握。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（通电直导线、通电螺线管、磁针等）。
学具：实验报告册、笔记本、笔。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一些生活中的磁现象，如磁铁吸引铁钉、银行卡的磁条等，引导学生关注磁现象。
2. 知识讲解：介绍磁聚焦和磁发散现象，解释这两种现象的原理。
3. 实验演示：进行磁聚焦和磁发散的实验，让学生直观地感受这两种现象。
4. 随堂练习：让学生根据实验现象，用物理语言描述磁聚焦和磁发散现象。
5. 知识拓展：介绍磁通量的概念和计算方法，让学生理解磁通量在实际应用中的重要性。
六、板书设计板书内容主要包括磁聚焦和磁发散的原理、磁通量的计算方法等。
板书设计要简洁明了，突出重点。
七、作业设计1. 描述磁聚焦和磁发散现象，并解释其原理。
2. 运用磁聚焦和磁发散的原理，解释生活中的一些现象。
3. 计算一个给定磁通量的大小，并解释其物理意义。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：对本节课的教学效果进行反思，看是否达到了教学目标，学生是否掌握了磁聚焦和磁发散现象以及磁通量的计算方法。
2. 拓展延伸：引导学生课后查阅相关资料，了解磁聚焦和磁发散现象在现代科技领域的应用。
重点和难点解析一、教学内容重点细节解析1. 磁聚焦现象的观察：引导学生观察通电直导线周围磁场的分布，探讨同名磁极相互吸引的原理。
2024年磁聚焦和磁发散课件一、教学内容本节课将深入探讨《电磁学》教材中第四章“磁场”的第三节“磁聚焦和磁发散”内容。
具体包括磁场的基本概念，磁场线特性，磁聚焦与磁发散原理，实际应用案例以及相关实验操作。
二、教学目标1. 理解磁聚焦和磁发散的基本原理，并能运用相关概念解释现象。
2. 学会绘制磁场线，分析磁场的分布特点。
3. 掌握磁聚焦和磁发散在实际应用中的使用，培养学以致用的能力。
三、教学难点与重点重点：磁场线的绘制与分析，磁聚焦和磁发散原理的理解。
难点：磁场线复杂分布的分析，磁聚焦和磁发散在实际应用中的运用。
四、教具与学具准备1. 磁铁、铁粉、塑料板（用于演示磁场线分布）。
2. 磁聚焦和磁发散实验装置。
3. 电磁学教材及学习笔记。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示磁铁吸引铁粉的现象，引导学生思考磁场的存在与特性。
2. 理论讲解：a. 复习磁场基本概念。
b. 讲解磁场线的绘制方法，引导学生通过塑料板上的铁粉观察磁场线的分布。
c. 详细讲解磁聚焦和磁发散原理。
3. 例题讲解：分析具体案例，引导学生运用所学原理解决问题。
4. 随堂练习：现场发放练习题，要求学生绘制磁场线，分析磁聚焦和磁发散现象。
5. 实验操作：分组进行磁聚焦和磁发散实验，观察现象，验证原理。
六、板书设计1. 磁场线基本概念及特性。
2. 磁聚焦和磁发散原理。
3. 实验操作步骤及注意事项。
七、作业设计1. 作业题目：a. 绘制给定磁铁的磁场线分布图。
b. 解释磁聚焦和磁发散原理，并举例说明其在生活中的应用。
c. 分析实验中观察到的磁聚焦和磁发散现象，与原理进行对比。
答案：见附件。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生查阅相关资料，了解磁聚焦和磁发散在现代科技领域的应用，如磁悬浮列车、粒子加速器等，提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 磁场线的绘制与分析。
2. 磁聚焦和磁发散原理的理解。
3. 实验操作步骤及注意事项。
4. 作业设计中的题目与答案。
教师姓名学生姓名教材版本浙教版学科名称科学年级八年级上课时间6月9日18：00---20：00课题名称磁现象教学目标1、知道磁体、磁极的概念2、知道磁极间的相互作用规律3、知道磁化的方法可以使一些物体获得磁性以及生活中的一些磁化现象教学重点磁化现象教学过程备注【知识归纳】一．磁现象活动1：探究1：磁体能够吸引桌上的哪些东西？探究2：磁体各部分的吸引能力是否相同？探究3：支起小磁针，让它在水平方向上自由转动，观察静止时的指向。
探究4：把两磁极相互靠近时，会发生什么现象？填一填：1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。
2、磁体：具有的物质。
磁体分为天然磁体、人造磁体。
3、磁体上磁性最强的部分叫做。
磁体两端最中间最_____。
磁体都有个磁极，分别叫做极和极。
（水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N））指南针是我国古代四大发明之一，它是利用磁体的磁极具有指向性制成的，最早的指南仪叫司南。
4、磁极间的作用规律：同名磁极相互，异名磁极相互。
注意：一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
二．磁化活动2：探究5：人造磁体是根据什么道理制作的？我们如何使没有磁性的物体（例如钢棒）获得磁性呢？填一填：1、磁化：使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。
小资料：钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
钢被磁化后磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
合作探究：1、（1）根据彼此间相互排斥的现象，能否判定两物体都是磁体？能否判定相排斥的一侧是同名磁极？（2）根据彼此间相互吸引的现象，能否判定两物体都是磁体？能否判定相排斥的一侧是异名磁极？2、（1）怎样依据磁体的指向性判定磁极？（2）怎样依据磁极间的相互作用判定磁极？（3）判定一个钢棒是否具有磁性，可以采取哪些方法？二、中考常见题型磁体能够吸引钢铁一类的物质，磁体两极吸引钢铁的能力最强。
1 磁化规范计算题举例 例1 (教材76页27题) 有一三角形钢材，长1000㎜，三角形截面每边长310㎜，要求周向磁化工件表面磁场强度为2400A/m，求所需的磁化电流值。 解：分析： 周向磁化的方法有：通电法、中心导体法、偏置芯棒法、触头法、感应电流法、环形件绕电缆法 根据工件形状首先排除：中心导体法、偏置芯棒法、环形件绕电缆法、感应电流法。 根据计算公式可排除触头法，所以只能用通电法。 前面讲过，通电法计算公式（或方法）有两种： 1. 按JB/T4730.4-2005表3给出的公式计算:
检测方法 磁化电流计算公式（A） 交流电 直流电、整流电 连续法 I=(8～15)D I=(12～32)D 剩磁法 I=(25～45)D I=(25～45)D 注：D 为工件横截面上最大尺寸，㎜。 2. 依教材第二章公式: H=I/πD (I=πDH) 或 H = I/2πR H —— A/m I —— A D 、R —— m 标 准 规 范 严 格 规 范 连续法 2.4KA/m（30 Oe） 4.8KA/m（60 Oe） 剩磁法 8.0 KA/m（100 Oe） 14.4KA/m（180 Oe） 第1种方法，I与H值无直接联系，所以，只能用第2种方法。 2
I=πDH D=310㎜=0.31m H=2400A/m I=πDH=3.14×0.31×2400=2336(A)≈2400(A) 注意：该公式中D的单位是“m”。 若工件截面为正方形，则 D=21/2a (a为正方形边长)
若工件截面为长方形，则 D=（a2＋b2）1/2
例2 (教材76页28题) 钢管长800㎜，内径40㎜，壁厚6㎜，用中心导体法磁化，当磁化电流I=800A时，试计算钢管内、外表面的磁场强度。 解：I=800A，D内 = 40㎜=0.040m ， D外 = 52㎜=0.052m ， H内 = I/πD内 = 800/3.14×0.04 = 6369(A/m)≈6400(A/m) H外= I/πD 外 =800/3.14×0.052=4899(A/m)≈4900(A/m) 可见内表面灵敏度高于外表面。 例3 教材71页例3-3 偏置芯棒法 例4 触头法 有一管座角焊缝，规格为φ219×12㎜，筒体厚度为20㎜，用触头法检测，触头间距选用150㎜，求磁化电流和磁化次数。 解：磁化电流值按JB/T4730.4-2005表4 确定。 表4 触头法磁化电流值 工件厚度T（mm） 电流值I（A） T＜19 （3.5～4.5）倍触头间距 T≥19 （4～5）倍触头间距 3
注：I—磁化电流 ，A； L—两触头间距，mm 。 这里T 取？ L=150㎜ 前面讲过： “触头法检测不等厚角焊缝时，以薄壁厚度为计算依据。” 所以：I =（3.5～4.5）倍触头间距 =（3.5～4.5）×150 = （525～675）（A） 磁化次数： (1) 触头连线与角焊缝垂直时的磁化次数: N1 = 焊缝长度(㎜)/1/2(1－10%)L = 219×3.14/1/2(1－10%)×150 = 687.66/67.5 = 10.18 取 N1 = 11 (2) 触头连线与角焊缝平行时的磁化次数:
N2 = 焊缝长度(㎜)/(1－10%)L
= 219×3.14/(1－10%)×150 = 687.66/135 = 5.09 取 N2 = 6 例5 磁轭法 若将上题中触头法改为磁轭法，磁轭间距为150㎜，求磁化次数？ 解：(1) 磁极连线垂直于角焊缝时的磁化次数: N1 = 焊缝长度(㎜)/50＋50－15 = 687.66/85 = 8.09 取 N1 = 9 (2) 磁极连线平行于角焊缝时的磁化次数:
N2 = 焊缝长度(㎜)/磁极间距－15 4
= 687.66/150－15 = 687.66/135 = 5.09 取 N2 = 6
例6 线圈法 一长度为500㎜，直径为50㎜的轴类工件，需检测周向缺陷，采用线圈法，已知线圈直径为200㎜，线圈匝数为5匝，线圈宽度为150㎜，问采用连续法湿法检验时，磁化电流及磁化次数分别为多少？ 注：题中未明确线圈内外径时，均指内径。 解：L/D = 500/50=10 N=5匝 R=100㎜
充填因数 Y = 线圈横截面积/工件横截面积 =（100）2π/（25）2π = 16 ＞10 ∴ 属低充填 低充填又分正中、偏心放置两种情况。
偏心放置时：I=45000/N（L/D）=45000/5×10=900（A） 正中放置时：I=1690R/N[6（L/D）－5] 5
=1690×100/5[6×10－5] ≈615（A） 注意：① 线圈法公式中R指线圈内半径； ② 计算线圈横截面积也是按线圈内径计算。
例7 （教材73页例5、例6较简单，自己看一下即可，这里举一个复杂点的例子）
某机加工后的工件结构如上图所示，要求检验工件内外表面缺陷，请选择合适的磁化方法并确定磁化规范。现有直径为50㎜的芯棒；φ500×300㎜的线圈，线圈匝数为10匝；触头、磁轭等检测设备。设备所用电流为交流电。 解： 方法选择分析：因为题目未说明材质，所以只能选连续法；∵ 工件为机加工件，∴ 选用湿法； 6
周向磁化用中心导体法； 纵向磁化用线圈法。 （1）周向磁化规范（中心导体法） 一般工件直径差大于30%应分别选择电流，分别磁化。 ① 小端：I小=（8～15）D小=（8～15）×100=（800～1500）（A） ② 大端： I大=（8～15）D大=（8～15）×200=（1600～3000）（A） （磁化顺序：先磁化小端后磁化大端。） （2）纵向磁化规范（线圈法） ① 先计算充填因数 Y：
Y小=线圈横截面积/小端横截面积 =（500/2）2π/（100/2）2π = 25 ＞10 ∴ 属低充填 Y大=线圈横截面积/大端横截面积 =（500/2）2π/（200/2）2π = 6.25 2＜Y大=6.25＜10∴ 属中充填 ② 计算L/D： 因为该工件是空心工件，所以D 应用Deff Deff小=（1002－602）1/2=（6400）1/2=80 Deff大=（2002－1602）1/2=（14400）1/2=120 小端的L/D=L/Deff小=300/80=3.75＞2 ∴ 公式适用 大端的L/D=L/Deff大=600/120=5＞2 ∴ 公式适用 ③ 计算磁化电流： 小端属低充填，大端属中充填
a小端正中放置：I小正=1690R/N[6（L/D）－5] （R=250㎜） 7
=1690×250/10×[6×3.75－5] =422500/10×17.5≈2414（A） b 小端偏心放置：I小偏=45000/N（L/D）=45000/10×3.75 =1200（A）
c 大端： NI=[（NI）h（10－Y）＋（NI）l（Y－2）]/8 这里：Y=6.25 （前面已计算出）
（NI）h=35000/[（L/Deff大）＋2]= 35000/（5＋2）=5000 （NI）l又分偏心和正中放置两种情况。 偏心放置时：（NI）l偏 = 45000/（L/D）=45000/5=9000
正中放置时：（NI）l正 = 1690R/[6（L/D）－5] = 1690×250/（6×5－5）=16900 所以：大端偏心放置时：
NI大偏=[（NI）h（10－Y）＋（NI）l偏 （Y－2）]/8 =5000×（10－6.25）＋9000×（6.25－2）/8 =2343.75＋4781.25=7125 I大偏
=7125÷N=7125÷10=712.5（A）
大端正中放置时： 8
NI大正=[（NI）h（10－Y）＋（NI）l正（Y－2）]/8 =5000×（10－6.25）＋16900×（6.25－2）/8 =2343.75＋8978.125≈11322 I大正=11322÷N=11322÷10≈1132（A）
可见偏心放置所需电流远小于正中放置的电流。 由于线圈法时，小端电流大于大端电流，所以，线圈法磁化时应先大端，后小端。 ④ 确定检测次数：标准规定线圈法的有效磁化区为从线圈端部向外延伸到150㎜的范围。 即：有效磁化区=150＋线圈宽度＋150 这里，已知线圈宽度为300㎜，所以， 有效磁化区=150＋300＋150=600（㎜） 被检工件大、小端长度分别为600㎜和300㎜，所以，大小端各磁化一次即可。 磁化顺序总结：先周向磁化，即先用中心导体法，后纵向磁化，即线圈法。周向磁化时，先磁化小端后磁化大端。 纵向磁化时，先磁化大端，后磁化小端。 若工件长度超过有效磁化区长度，则，一般情况下， 磁化次数=工件长度/[有效磁化区长度(1-10%)]， 然后向上圆整成整数。 若超出长度不大，可用灵敏度试片确定，是否可一次完成。
