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电流和磁场演示文稿

目录

contents

电流基本概念与性质

磁场基本概念与性质

电流产生磁场现象分析

磁场对电流作用现象分析

电磁感应现象与原理分析

交流电路中电流与磁场关系探讨

01

电流基本概念与性质

电荷的定向移动形成电流，它是电荷流动的量度。

电流定义

国际单位制中，电流的单位是安培（A），表示每秒通过导体横截面的电荷量。

电流单位

在导体中，自由电子或离子在电场作用下定向移动形成电流。

导体中电荷分布

电荷运动速度

电流密度

电荷在导体中的运动速度很慢，但电场传播速度非常快，接近光速。

表示单位面积上的电流强度，与导体的截面积和电流强度有关。

03

02

01

规定正电荷移动的方向为电流方向，在金属导体中，电流方向与自由电子移动方向相反。

表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，与导体中的电荷数密度和电荷定向移动速度有关。

电流强度

电流方向

电流方向始终保持不变的电流，如干电池提供的电流。

直流电流（DC）

电流方向周期性变化的电流，如家庭用电中的正弦交流电。

交流电流（AC）

方向不变但大小随时间呈周期性变化的电流，如电子设备中的脉动信号。

脉动电流

02

磁场基本概念与性质

磁场定义

磁场是一种物理场，表示磁体周围空间存在的一种特殊物质，它对放入其中的磁体产生力的作用。

磁场单位

磁场的强弱用磁感应强度B来表示，其单位是特斯拉（T）或高斯（Gs）。

磁感线方向

磁感线是用来形象地表示磁场方向和分布情况的曲线。在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；在磁体内部，磁感线从S极指向N极。

强度关系

磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强；反之，磁场越弱。

永磁体是指能够长期保持其磁性的物体，其磁性来源于内部电子的自旋和轨道运动产生的磁矩。

永磁体产生原理

电磁体是指通过电流获得磁性的物体，其磁性来源于电流产生的磁场。当导线中通过电流时，会在导线周围产生磁场，从而形成电磁体。

电磁体产生原理

洛伦兹力

磁场对运动电荷产生的作用力称为洛伦兹力，其方向与电荷运动方向和磁场方向垂直。

磁化现象

磁场可以使铁磁物质（如铁、钴、镍等）内部的磁畴排列有序，从而使其具有磁性。这种现象称为磁化现象。

霍尔效应

当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的平行于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象称为霍尔效应。霍尔效应是由于磁场对运动电荷的洛伦兹力作用而产生的。

安培力

磁场对通电导线产生的作用力称为安培力，其方向与电流方向和磁场方向垂直。安培力是洛伦兹力的宏观表现。

03

电流产生磁场现象分析

右手定则内容

01

伸出右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（动生电动势）的方向。

右手定则应用

02

判断导线切割磁感线时所产生的感应电流方向，或判断通电导线在磁场中的受力方向。

注意事项

03

应用右手定则时要注意对象是一段直导线，而且速度v和磁场B都要垂直于导线，v与B也要垂直。

安培环路定律内容

在磁场中，沿任何闭合曲线L，磁感应强度B的线积分等于穿过以该曲线为周界的任何曲面的电流代数和乘以磁导率。

安培环路定律应用

利用安培环路定律可以计算电流产生的磁场强度，特别是对于对称分布的磁场，可以大大简化计算过程。

注意事项

在应用安培环路定律时，要注意选择合适的积分路径和积分曲面，以便简化计算。

利用毕奥-萨伐尔定律可以计算各种形状的电流分布所产生的磁场，例如无限长直导线、圆电流、螺线管等。

毕奥-萨伐尔定律应用举例

在应用毕奥-萨伐尔定律时，要注意选择合适的积分路径和坐标系，以便简化计算。

注意事项

通电导线间相互作用力产生原因

当两条通电导线相互靠近时，由于它们周围存在磁场，因此会相互产生作用力。这种作用力是由于磁场对电流的作用而产生的。

通电导线间相互作用力计算方法

根据安培定律和洛伦兹力的公式，可以推导出通电导线间相互作用力的计算公式。具体计算时需要考虑导线间的相对位置、电流方向和大小等因素。

注意事项

在计算通电导线间相互作用力时，要注意选择合适的公式和参数，以便得到准确的结果。同时还需要注意导线间的距离和电流大小对计算结果的影响。

04

磁场对电流作用现象分析

VS

伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力（安培力）的方向。

左手定则应用

判断通电导线在磁场中的受力方向，或判断运动电荷在磁场中的受力方向。

左手定则内容

洛伦兹力公式

F=qvB，其中F为洛伦兹力，q为电荷量，v为电荷运动速度，B为磁感应强度。

洛伦兹力方向

由左手定则判断，四指指向正电荷运动方向（或负电荷运动的反方向），磁感线穿过掌心