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电流与磁场PPT课件

CATALOGUE目录电流与磁场基本概念奥斯特实验：电流产生磁场右手定则：判断通电导线周围磁场方向安培环路定理：计算通电导线周围磁场强度电流与磁场相互作用力电流与磁场在生活和科技中应用

01电流与磁场基本概念

电荷的定向移动形成电流。电流定义方向规定电流强度正电荷定向移动的方向为电流方向。单位时间内通过导体横截面的电荷量，用I表示，单位是安培（A）。030201电流定义及方向规定

磁体周围存在着一种特殊物质，能使放入其中的磁体产生磁力作用，这种特殊物质叫做磁场。磁场概念对放入其中的磁体产生磁力作用；磁场具有方向性，规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。磁场性质磁场概念及性质

123在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向，这样的曲线叫做磁感线。磁感线定义磁感线是闭合曲线；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极出发回到N极。磁感线性质磁感线越密的地方，磁场越强；磁感线越疏的地方，磁场越弱。磁感线疏密程度表示磁场的强弱磁感线描述方法

02奥斯特实验：电流产生磁场

奥斯特实验原理及步骤实验原理：当导线中通过电流时，导线周围会产生磁场，使得附近的小磁针发生偏转。实验步骤准备一根长直导线和一只小磁针；接通电源，使导线中通过电流；观察小磁针的偏转情况。将导线水平放置，并与小磁针平行；

当导线中通过电流时，小磁针会发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转方向也会改变；增大电流强度，小磁针偏转角度增大。实验现象观察与记录

电流方向与磁场方向有关，符合右手螺旋定则；电流强度越大，产生的磁场越强。奥斯特实验证明了电流可以产生磁场；实验结论分析

03右手定则：判断通电导线周围磁场方向

右手定则内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。应用范围适用于判断闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时所产生的感应电流方向。右手定则内容及应用范围

使用右手握住通电直导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。对于通电螺线管，用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致，则大拇指所指的方向就是通电螺线管的北极（N极）。判断通电直导线周围磁场方向方法

在通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极。通电螺线管外部的磁感线是从北极发出并回到南极。但磁感线在内部和外部都不相交。匀强磁场是一个常用、特殊的磁场区域，在此区域，它的磁场强弱和方向处处相同，它的磁感线是一系列疏密间隔相同的平行直线。判断通电螺线管周围磁场方向方法

04安培环路定理：计算通电导线周围磁场强度

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闭合曲线为边界的任意曲面的电流代数和与真空磁导率的乘积。适用于恒定电流产生的磁场，要求磁场是由传导电流产生的，且电流分布具有不随时间变化的特性。安培环路定理内容及应用条件应用条件内容

公式法利用毕奥-萨伐尔定律计算单根导线在空间中任意一点产生的磁场强度，再对导线进行积分得到整个导线在该点产生的磁场强度。安培环路定理法选取合适的闭合路径，使得路径上只有单根通电导线穿过，然后利用安培环路定理求解该路径上的磁场强度。计算通电直导线周围磁场强度方法

利用毕奥-萨伐尔定律计算螺线管中每段电流在空间中任意一点产生的磁场强度，再对整个螺线管进行积分得到整个螺线管在该点产生的磁场强度。公式法选取合适的闭合路径，使得路径上只有通电螺线管穿过，且路径位于螺线管的中心轴上，然后利用安培环路定理求解该路径上的磁场强度。同时，可以利用对称性简化计算过程。安培环路定理法计算通电螺线管周围磁场强度方法

05电流与磁场相互作用力

公式：F=qvB适用条件电荷q以速度v进入磁场B中速度v与磁场B方向不平伦兹力公式及适用条件

公式：F=BIL通电导线与磁场方向垂直适用条件通电导线在磁场中的有效长度为L安培力公式及适用条件

受力方向根据左手定则判断，即伸开左手，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，并使四指指向电流的方向，这时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。受力大小当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F=BILsinθ；当磁场和电流垂直时，安培力最大，为F=BIL；当磁场和电流平行时，安培力等于零。电流在磁场中受力分析

06电流与磁场在生活和科技中应用

工作原理电器设备工业自动化交通运输电磁铁工作原理及应用领域电磁铁广泛应用于各种电器设备中，如电磁继电器、电磁阀、电磁离合器等。在工业自动化领域，电磁铁被用作执行元件，实现各种自动化控制。电磁铁也应用于交通运输领