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1、磁场与电磁感应一、磁场与磁感线当两个磁极靠近时,它们之间会发生相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。两个磁极互不接触,却存在相互作用力,这是因为在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质———磁场。用一些互不交叉的闭合曲线来描述磁场,这样的曲线称为磁感线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极。磁感线的疏密程度表现了各处磁场的强弱。蹄形磁铁的磁感线条形磁铁的磁感线磁感线的概念磁感线的实验在磁场的某一区域里,如果磁感线是一些方向相同分布均匀的
2、平行直线,则称这一区域为匀强磁场。匀强磁场二、电流的磁场电流周围存在着磁场。电流产生磁场的这种现象称为电流的磁效应。通电导线使磁针偏转电流的磁效应通电长直导线及通电螺线管周围的磁场方向可用右手螺旋定则(也称安培定则)来确定。三、磁场的主要物理量磁场的强弱用磁感应强度来描述,符号为B,单位是特斯拉(T),简称特。某点处磁感应强度的方向,就是该点的磁场方向。磁场越强,磁感应强度越大；磁场越弱,则磁感应强度越小。1.磁感应强度2.磁通设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,则把B与
3、S的乘积定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用Φ表示磁通,则有平面与B垂直平面与B不垂直磁通如果磁场不与所讨论的平面垂直,则应以这个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S'与B的乘积来表示磁通。由Φ=BS可得B=Φ/S,这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通,所以磁感应强度又称磁通密度。当面积一定时,该面积上的磁通越大,磁感应强度越大,磁场越强。3.磁导率磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,用μ表示,其单位为H/m(亨/米)。为了比较媒介质对磁场的影响,把任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作
4、相对磁导率,用μr表示,即:1.理解磁场对电流的作用力(电磁力)，能用左手定则正确判断电磁力的方向。2.了解磁场对通电线圈的作用及其应用。§4—2磁场对电流的作用一、磁场对通电直导体的作用通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力,也称安培力。通电导线长度一定时,电流越大,电流所受电磁力越大；电流一定时,通电导线越长,电磁力也越大。通电直导体在磁场中受到的电磁力载流直导体在磁场中受到电磁力的作用通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。左手定则电磁力的计算式为电流方向与磁场方向有一夹角α当电流方向与磁
5、场方向垂直时,电流所受的电磁力最大。二、通电平行直导线间的作用通入同方向电流的通入反方向电流的平行导线相互吸引平行导线相互排斥通电直导体间的电磁力三、磁场对通电线圈的作用磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。直流电动机的原理磁电式仪表的结构磁场对通电线圈的作用磁悬浮列车磁悬浮原理磁推进原理磁悬浮列车1.理解感应电动势的概念,能用右手定则正确判断感应电动势的方向。2.掌握楞次定律及其应用,理解法拉第电磁感应定律。§4—3电磁感应一、电磁感应现象条形磁铁快速插入线圈条形磁铁快速拔出线圈电磁感应现象电
6、磁感应现象这种磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,产生的电流称为感应电流,产生感应电流的电动势称为感应电动势。感应电流的产生与磁通的变化有关。当穿过闭合电路的磁通发生变化时,闭合电路中就有感应电流。二、楞次定律楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系,即：感应电流产生的磁通总要阻碍引起感应电流的磁通的变化。如果把线圈看成是一个电源,则感应电流流出端(如图中线圈的下端)为电源的正极。三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。N匝线圈的感应电动势的大
7、小为感应电动势的方向需要根据楞次定律进行判定,在电路计算中,应根据实际方向与参考方向的关系确定其正负。四、直导线切割磁感线产生感应电动势导体切割磁感线产生感应电动势直导体切割磁感线感应电动势的方向可用右手定则判断。如图所示,平伸右手,大拇指与其余四指垂直,让磁感线穿入掌心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。右手定则如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角α，则导体中的感应电动势为当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互相垂直时,导体中的感应电动势为导体运动方向与磁感线方向有一个夹
8、角α发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的。发电机原理示意图发电机的原理霍尔元件霍尔效应利用霍尔元件制成的位置传感器霍尔元件的应用冲床磁感应电子计数器示意图1.了解自感现象、互感现象及其应用。2.理解自感系数和互感系数的概念。3.理解同名端的概念,能正确判断和测定互感线圈的同名端。§4—4自感和互感一、自感1.自感现象自感实验电路一自感这种由于流过线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象,简称自感
