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第二章磁场与电磁感应 磁场与电磁感应 1 磁场 2 磁场的主要物理量 3 磁场对电流的作用 4 电磁感应 5 自感、互感 磁体的磁极总是成对出现，同性磁极相互排斥，异性磁极互相吸引。 磁感线 磁感线 螺线管的磁场 螺线管：一捆长线圈，由多匝导线圈组成 通电直导线的磁场 螺线管的磁场 电磁铁的应用 a 电铃与蜂鸣器 电铃作用原理： 2 磁场的主要物理量 地球有磁场，那么哪个地方磁场最强呢？磁铁也有磁场，电流也会产生磁场，哪个磁场大？磁场的大小与那些参数有关呢？ 磁感应强度 精确实验表明，电流在磁场中所受电磁力的大小，既与导线长度L成正比，又与电流I成正比，即与I 和L得乘积成正比。比值叫做磁感应强度。用 B 表示。 因为仰慕爱迪生，1884年特斯拉被巴切勒推荐到美国加入爱迪生的公司。特斯拉提出采用交流电系统来代替爱迪生的直流电，遭到爱迪生的强烈反对。 1880年，特斯拉发明了世界上第一台交流电发电机。 1889年，特斯拉在美国哥伦比亚，实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约的高压输电实验。 需要注意： （1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，是由磁场自身决定的，与磁场的中有无电流无关，跟磁场中导线是否受力无关。 （2）B的大小表示磁场的强弱。 B的方向是该点的磁场方向（既小磁针N极在磁场中的 受力的方向） （3）反映了磁场力的的性质的物理量（B的物理意义）。 匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场． 　（1）匀强磁场的实例：相距很近的两平行的异名磁极间的磁场；通电的长直螺线管内部（边缘部分除外）的磁场． 　（2）匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线． 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密的地方表示磁感强度越大． 磁感应强度(如果不是均匀磁场，则取B的平均值)与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通φ，即 磁性物质的磁化示意图 磁场对放于其中的通电的直导线有力的作用，这个力叫安培力． 　安培力的三种情形 4 电磁感应 电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？ 英国科学家用实验来回答了这个问题。 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。 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磁通发生了变化。 感应电动势和感应电流的发生条件 1．感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流． 其中“磁通量的变化”可能是： ①导体所围面积的变化； ②磁场与导体相对位置的变化； ③磁场本身强弱的变化。 若电路不闭合，就不会产生感应电流，但电路中仍有感应电动势． 直导体在磁场中运动产生的感应电动势 如果导体运动方向不与磁感线方向垂直，则导体中的感应电动势为： 实验现象 变压器同名端： 同名端规定： 或 磁通 磁导率 磁导率μ是表示磁场空间媒质 磁性质的物理量，是物质导磁能力的标志量。 磁导率的单位 真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率 自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料两大类。 非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1； 磁性材料的相对磁导率则很大。 3. 磁介质的分类 顺磁物质 空气、铝、锰、铬、铂等 反磁物质 铜、氢、汞、硫等 铁磁物质 铁、镍、钴、硅钢等 磁性材料分类 (a)无外场，磁畴排列杂乱无章。 (b)在外场作用下，磁畴排列逐渐进入有序化。 磁性物质的磁化 磁化 磁畴 退磁 理解磁感应强度： F IL B＝ ●意义：描述磁场的强弱 ●决定因素：由磁场决定，与F、I、L无关 ●是矢量：就是磁场的方向（与F的方向不同） ●单位：特斯拉（T），1T = 1N / A·m 匀强磁场：磁场区域中各点的 B 都相同 3 磁场对电流的作用 问题1：通电导线（电流）在磁场里是否一定受力？ 问题2：电流什么条件下会受安培力作用？跟什么有关？ 问题3：当电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向如何？是否与磁场方向相同？ 安培力的大小为：F=BIL 　　此式表明：安培力大小与电流的大小，与通电导线在磁场中的长度成正比，与磁感应强度B 成正比. 在通电导线平行于磁场方向时，安培力为零 左手定则 I B F 伸开左手 四指是电流方向 手心对着磁感线来的方向 大姆指是磁场力方向 M N P Q B 请用左手定则判断PQ所受磁场力的方向. F 若要使用PQ对轨道的压力变为0,磁场方向应改为什么方向 M N P Q F I 大姆指