磁场与电磁感应知识.pdf

磁磁场场与与电电磁磁感感应应知知识识

项⽬⼆磁场与电磁感应的认识

任务：1、了解磁场的概念。

2、了解电流的磁效应，并会判断磁场的⽅向。

3、握磁场的主要物理量。

4、握并会运⽤磁场对电流的作⽤⼒。

引导：1、讨论家⽤吊扇接通电源后不能正常运转，⽽接上启动电容后电风扇就可以正常运⾏的原因，说明电容器在实际⽣活

中的应⽤。

2、举例⼦我们常⽤的电机通电后能够转动，发电机发电怎么样从磁场中获得电流。

⼀、磁场

1、磁体与磁极

某些物体能够吸引铁、钴、镍等⾦属或者它们的合⾦的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体为天然磁体和⼈造磁体

两⼤类。常见的⼈造磁体有条形、U形和针形等⼏种，如图1所⽰。

图1⼈造磁体

2、磁场与磁⼒线

磁体两端磁性最强的区域叫做磁极。任何磁体都有两个磁极，⽽且⽆论将磁体怎么分割，它总保持两个异性磁极，即南极

（S）和北极（N）。与电荷间的相互作⽤⼒相似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产⽣相互作⽤的⼒：同名磁极相互排

斥，异名磁极相互吸引。磁极间的相互作⽤⼒叫做磁⼒。为了形象地描述磁场的特点，我们引⼊了磁⼒线，磁⼒线也叫磁感

线。磁⼒线具有以下⼏个特征：（1）磁⼒线是互不交叉的闭合曲线。在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向

N极，如图2所⽰。

（2）磁⼒线上任意⼀点的切线⽅向，就是该点的磁场⽅向，即⼩磁针在该点静⽌时的N极指向，如图3所⽰。

（3）磁⼒线疏密程度反映了磁场的强弱。磁⼒线越密集，表⽰磁场越强，磁⼒线越稀疏，表⽰磁场越弱。

图2磁⼒线图3磁⼒线⽅向与磁场⽅向⼆、电流的磁效应

磁铁并不是产⽣磁场的唯⼀物质。把⼩磁针放在通电导线周围，磁针会发⽣偏转，如图1所⽰。这⼀实验现象表明，电流能够

产⽣磁场，这种现象称为电流的磁效应。

（1）通电直导体产⽣的磁场

通电直导体周围磁场的磁⼒线是⼀系列以导体为圆⼼的同⼼圆，并且在与导体垂直的平⾯上。其⽅向可以⽤安培定则（右⼿螺

旋定则）来判定，右⼿螺旋法则判定：右⼿握住直导体，⼤拇指的指向为电流⽅向，则四指的环绕⽅向为磁感线的⽅向。如图

4所⽰。

图4安培定则（通电直导体）

实验证明：通电直导体周围磁场的强弱与电流强度有关，电流越⼤，磁场越强。空间某⼀点磁场强弱与距离通电导体的远近有

关，距离导体越近磁场就越强。

（2）通电螺线管产⽣的磁场

把导线⼀圈圈紧密绕制在空⼼圆筒上制成螺线管，通电后，由于每匝线圈产⽣的磁场相互叠加，因⽽在内部能产⽣较强的磁

场。通电螺线管产⽣的磁场与条形磁铁的磁场相似，⼀端为N极，另⼀端为S极。其磁⼒线的⽅向也可以⽤安培定则来确定，

右⼿螺旋法则：右⼿握住螺线管，四指的环绕⽅向为电流⽅向，则⼤拇指的指向为螺线管内部的磁感线⽅向。如图5所⽰。

图5安培定则（通电螺线管）

三、磁场的主要物理量

1、磁感应强度

磁感应强度是来描述磁场强弱和⽅向基本物理量的，常⽤符号B表⽰，其定义为：

单位：特斯拉（T）

式中F——通电导体在磁场受到的磁场⼒；

I——导体中的电流；

l——导体的有效长度

***磁感应强度B由磁场本⾝决定，当导体电流为0时，F为0，但B不为0，F与I·l的⽐值为常数不变。

2、磁通量

磁通⼜称磁通量，是表⽰磁场中穿过某截⾯的磁感线的总数，⽤符号Φ表⽰：

单位：Wb（韦伯）

式中B——磁感应强度，单位T；

S——截⾯的⾯积，单位m2；

α——磁场⽅向与截⾯的夹⾓。

3、磁导率(了解性学习)

磁导率表⽰磁介质导磁性能的物理量，⽤µ表⽰，不同的磁介质磁导率不同。在国际单位制中，磁

l

I

F

B

?

=

BS

=

φ

BS

=

φα

φsin

BS

=0

=

φ

导率的单位是H/m（亨/⽶）。

真空的磁导率是⼀常数，⽤µ0

表⽰，即：

相对磁导率为某物质的磁导率与真空中的磁导率的⽐值，即

分类：

反磁性物质（⾮铁磁性物质）

顺磁性物质（⾮铁磁性物质）

铁磁性物质

4、磁场强度

磁场强度是⽤来描述形成磁场的的物理量，定义式为

单位：安/⽶（/m）

当磁介质发⽣变化时磁感应强度发⽣变化，⽽形成该磁场的本质并未发⽣变化，故磁场强度未发⽣变化。

磁场强度的⼤⼩只与形成该磁场的电流⼤⼩及导体的外形尺⼨有关，⽽与磁介质⽆关。

通电螺线管内部磁场强度为：

四、磁场对电流的作⽤⼒

1、磁场对通电直导体的作⽤⼒

（1）电磁⼒的⼤⼩

（2）电磁⼒的⽅向

左⼿定则：伸出左⼿，使⼤拇指跟其余四指垂直，并都跟⼿在⼀个平⾯内，让磁感线垂直穿⼊⼿⼼，