[理学]第八章 磁场与电磁感应.ppt

第八章 磁场与电磁感应 第八章 磁场与电磁感应 §8.1 磁场 §8.2 电流的磁场 §8.3 磁场对电流的作用 §8.4 电磁感应 §8.5 楞次定律 §8.6 法拉第电磁感应定律* §8.7 自感现象* §8.1 磁场 一、磁场 磁感线 二、磁感强度 匀强磁场 三、磁通量 一、磁场 磁感线 1. 磁场 磁场：存在于磁体的周围的一种特殊物质。 磁场方向：在磁场中小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。 2. 磁感线 磁感线：在磁场中画出的一系列有方向的曲线，曲线上的每一点的切线方向都和该点磁场方向一致，这样画出的曲线就叫做磁感应线或磁感线。 A、B点的磁场方向沿切线方向。 磁感线的疏密表示磁场的强弱：磁感线密的地方，磁场强；磁感线疏的地方，磁场弱。 二、 磁感强度 匀强磁场 磁感强度 描述磁场强弱和方向的物理量称为磁感强度，通常用B表示。在国际单位制中，它的单位是特斯拉，用符号T表示。 匀强磁场 磁感强度大小和方向处处都相同的磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线互相平行，且间隔相等。 三、磁通量 磁通量：当匀强磁场方向与平面垂直时，磁感强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通，通常用Φ表示。 Φ=BS 在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是Wb。 例题 已知某匀强磁场的磁感应强度为0.5T，在该磁场中有一个面积为0.02m2的矩形线圈。求当线圈平面与磁感应线垂直和平行时穿过线圈的磁通量。 解 线圈平面与磁感应线垂直时，穿过线圈的磁通量为 Φ=BS=0.5×0.02=1.0×10－2Wb 当线圈平面与磁感应线平行时，穿过线圈平面的磁通量为零。 §8.2 电流的磁场 一、直线电流的磁场 二、环形电流的磁场 一、直线电流的磁场 直线电流的磁感应线是围绕导线的一些同心圆。 直线电流的磁场方向 ：右手握住导线，让伸直的拇指方向与电流方向一致，那么，弯曲四指所指的方向就是磁感线的绕行方向。这就是安培定则 。 例题 在图中标出直电流磁场中的小磁针偏转方向。 二、环形电流的磁场 1. 环形电流的磁场方向：使右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感应线的方向。 2. 通电螺线管磁场的方向：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是通电螺线管内部磁感线的方向。 例题 如图所示，判断两通电螺线管之间有没有相互作用？是吸引还是排斥？ §8.3 磁场对电流的作用 一、安培定律 二、安培定律的应用 一、安培定律 1. 安培定律 当通电导线垂直于磁场方向时，它所受到的安培力的大小等于磁感应强度B、电流I、导线长度L三者的乘积。这个规律叫做安培定律。 F=BIL 2.左手定则 伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且在同一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 例题 研究两根平行通电直导线之间的安培力。 解 分析发现：两直导线中电流方向相同时，它们互相吸引；而电流方向相反时，它们互相排斥。 二、安培定律的应用 发现磁场对电流的作用以后，人们由此发明了电动机，制成了电流表。 例题 如图所示，一轻质金属杆长为0.1m，水平放置在光滑导轨上，跨过定滑轮悬挂一质量为0.01kg的物体。将导轨放置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感强度大小为0.5T。为了使得金属杆保持静止，需在金属杆中通入多大的电流？方向如何？ 解 由金属杆平衡条件得 安培力F=T=mg =0.01×9.8=0.098N 方向水平向右。 由安培力公式F=BIL得 利用左手定则得电流方向由N指向M。 §8.4 电磁感应 一、电磁感应 二、电磁感应实例分析 一、电磁感应 实验一 实验二 实验三 结论： 不论使用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 二、电磁感应实例分析 例题 如图所示，有一个闭合线圈abcd，处在很大的匀强磁场中，在下列哪种情况中，线圈中有感应电流产生？ （1）当向右做