三章磁场及电磁感应讲解.ppt

※第三章?磁场及电磁感应 第一节?磁场 第二节 磁路的物理量 第三节?磁场对通电导体作用力 本章小结 2. 铁磁物质的磁化 如果把一块磁铁从它的中央断开，会得到两块新的永久磁铁。如果再把这两块磁铁锯开，就得到四块磁铁。如果继续这样做，最后会得到极大数量的小磁铁，原先的那块磁铁就是由它们构成的。因此，可以认为永久磁铁是由大量的微小磁铁所组成。 一块磁铁是由极大数量的小磁铁组成的。把这些小磁铁称为基本磁铁，又称磁畴。在正常的铁中，那些磁畴杂乱无章地排列，磁畴间的磁性被抵消，对外部(整体)不呈现磁性，如图(a)所示。如果把一块铁放人磁场中，那些基本磁铁将被迫按相同方向排列，如图(b)所示。 这时，它们组合起来的磁性在它们周围将很显著，即铁已经被磁化。 （a） （b） 第四节?铁磁性物质 　 二、铁磁材料分类 1.软磁物质 软磁材料的特点是磁导率很大，易被磁化也易去磁。典型的软磁材料有硅钢片、铸铁、坡莫合金等。硅钢片主要用来制作电动机和变压器的铁心，坡莫合金用来制造小型变压器、高精度交流仪表(灵敏继电器、磁放大器等)。 2.硬磁物质 硬磁材料的特点是需要较强的外磁场的作用，才能使其磁化，而且不易退磁。其典型材料有钴钢、碳钢等。因其剩磁强，不易退磁，常用来制造各种形状的永久磁铁。 3.矩磁物质 磁材料的特点是只需很小的磁场就能使它迅速磁化，并达到最大值，去掉外磁场仍能保持原来的强度。矩磁材料主要用于制造计算机中存储元件的环形磁心。 第四节?铁磁性物质 ※第五节 电磁感应 一、电磁感应现象 二、电磁感应定律 1820年奥斯特发现电流的磁效应以后，人们很自然地想到：既然电流能产生磁场，磁场能否产生电流呢?许多科学家开始不懈地探索。1831年，法拉第终于发现了由磁场产生电流的条件和规律，即电磁感应现象。 导体切割磁感线 一、电磁感应现象 如图所示，在匀强磁场中放置一根导体AB，导体AB的两端分别与灵敏电流计的接线柱连接形成闭合回路。当导线AB在磁场中做切割磁感线运动时。电流计指针偏转，表明闭合回路有电流流过；当导线AB平行于磁感线方向运动时，电流计指针不偏转，表明闭合回路没有电流流过。 ※第五节?电磁感应 线圈磁通量发生变化 实验证明：闭合回路中的一部分导体相对于磁场做切割磁感线运动时，回路中有电流流过。 如图所示，空心线圈的两端分别与灵敏电流计的接线柱连接形成闭合回路。当用条形磁铁快速插入线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路有电流流过；当条形磁铁静止不动时，电流计指针不偏转，表明闭合回路没有电流流过；当条形磁铁快速拔出线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路有电流流过。 ※第五节?电磁感应 　 实验证明：闭合回路中的磁通发生变化时，回路中有电流流过。 因此，不论是闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，还是闭合回路中的磁场发生变化，穿过线圈的磁通都发生变化。这样，我们可以得出结论：不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通发生变化，闭合回路就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流叫做感应电流。 ※第五节?电磁感应 　 二、电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律 要使闭合回路有电流流过，电路中必须有电源，电流是由电源电动势产生的。在电磁感应现象中，既然闭合回路有感应电流，这个回路中就必然有电动势存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。只要知道感应电动势的大小，感应电流就可以根据欧姆定律计算。 ※第五节?电磁感应 实验证明：对于导体切割磁感线，导体中产生的感应电动势与导体切割运动速度、磁感应强度、导体长度成正比。当导体运动方向与导体本身垂直，并且跟磁感线方向也垂直时，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为 式中： ——磁场磁感应强度，国际单位制单位T（特） ——导体长度，国际单位制单位m（米） ——导体运动速度；国际单位制单位m/s（米每秒） ——导体切割磁感线产生的感应电动势，国际单位制单位V（伏） ※第五节?电磁感应 在线圈中，感应电动势的大小与磁通变化的快慢有关。磁通变化的快慢叫做磁通的变化率，即单位时间内磁通的变化量。 法拉第电磁感应定律告诉我们：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通的变化率成正比。用公式表示为 如果线圈的匝数有N匝，那么，线圈的感应电动势为 ※第五节?电磁感应 2.楞次定律 在做前面实验时，我们发现当条形磁铁快速插入或拔出线圈时，电流计指针