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物理（电工电子类）(修订版) 第五章 磁场的作用规律及应用 中等职业教育课程改革国家规划教材 配套电子教案 高等教育电子音像出版社 高等教育出版社 物理广角 磁场的应用 磁场对电流的作用力有哪些应用？ ？ + - G 磁电式电表线圈通电后转动 。 一、磁电式仪表的工作原理 1．磁场对通电平面线圈的磁力矩 N S I I O O a b c d 单匝矩形通电线圈放在匀强磁场中 N S I I O O a b c d F F 当线圈平面与磁场方向平行时，线圈的ad边和bc边中的电流与磁场方向平行，不受安培力；ab边和cd边中的电流与磁场方向垂直，受的安培力大小相等，方向相反，且不在一条直线，均与线圈平面垂直，对线圈产生磁力矩，使线圈绕转轴OO逆时针转动。 设N匝密绕平面线圈的面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向平行时，磁场对通电平面线圈的磁力矩为 当线圈平面与磁场方向不平行时，磁力矩会减小；当线圈平面与磁场方向垂直时，磁力矩为零。 Fad O d Fab Fcd a b c Fbc I I B O 2．磁电式仪表简介 螺旋弹簧 线圈 软铁 电流表内部构造示意图 蹄形磁铁和铁心间的磁场均匀地辐向分布，不管通电线圈转到什么角度，线圈上跟铁心轴线平行的两边都受到与线圈平面垂直的安培力。 N S F F N S F F 安培力F产生的磁力矩使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的弹力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力F产生的使线圈转动的磁力矩相平衡时，线圈停止转动。 磁电式万用表 磁电式仪表的优点 刻度均匀，准确度高，灵敏度也高。 磁电式仪表的缺点 只能测小电流，对过载敏感，容易烧坏。 磁场对电流的作用力，是否是作用在形成电流的运动电荷上呢？ ？ B I 二、磁场对运动电荷的作用 演示实验 + - O K A + - O K A N 磁场对运动电荷产生了作用力，使电子束运动的径迹发生了弯曲，打在电子射线管的另一端点O点。 实验表明：电子束在磁场中受到了磁场的作用力。 1．洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力，用FL表示。 2．左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），那么，大拇指所指的方向就是电荷所受洛伦兹力的方向。 3．洛伦兹力的大小 当电荷的运动方向与磁感线垂直时，洛伦兹力与运动粒子的电荷量q、运动速度v以及磁感强度B的大小成正比，即 4．显像管的工作原理 显像管后部的电子枪发射电子激发屏幕内壁所涂荧光粉而发出颜色和光亮，磁场和电流控制电子发射的角度和速度。 课堂练习 　　1．什么叫洛伦兹力？其方向如何判断？ 　　2．当电荷的运动方向与磁感线垂直时，洛伦兹力如何计算？ 　　3．什么叫软磁材料？什么叫硬磁材料？ 作业：观察磁电式电表的构造，了解其工作原理。 小结 本节学习了匀强磁场对通电矩形线圈的作用力矩、、磁电式电表的工作原理、洛伦兹力以及用左手定则如何判断运动电荷在磁场中的受力的方向。要求同学们能够正确判断运动电荷在磁场中的受力的方向并会计算洛伦磁力的大小。 必须掌握的公式： 洛伦兹力的大小 小知识　磁性材料 1．磁介质 把影响磁场的物质称为磁介质。 2．磁化 把磁介质因外磁场的作用而呈现磁性的现象称为磁化。 3．磁介质的分类 物质分为三类 顺磁性物质 抗磁性物质 铁磁性物质 弱磁性物质 ——强磁性物质——磁性材料 硬磁性材料 磁性材料按磁化后去磁的难易可分为 软磁性材料 磁化后容易去掉磁性，剩磁较小。 磁化后不容易去掉磁性，剩磁较大。 磁性材料按化学成分可分为 金属磁性材料 铁氧体材料 主要成分为氧化铁 软磁性材料的用途：软磁性材料的剩磁弱，而且容易去磁，适用于需要反复磁化的场合。用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的磁心等。 常见的金属软磁性材料有硅钢、软铁、镍铁合金等。 常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。 软磁性材料硅钢 硬磁性材料的用途：硬磁性材料的剩磁强，而且不易退磁，适合制成永磁铁，应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中。