磁场的基本物理量素材共28页文档
磁场的基本物理量素材
当材料是铸钢时
D1 D2 2 5 2 s 28.3( mm ) 2.83 10 ( m ) 4
2
B S 0.64 2.83 105 1.81 105 (Wb)
B 0.64 1.28 10 3 (H/m) H 500
u u R (el ) (e ) dΦ Ri N dt
一般情况下
eL e
uR 很小
Φ ：主磁通
Φ
：漏磁通
dΦ u N dt
i u
Φ
Φ
dΦ u N dt
假设 则
eL e
最大值
Φm sin t
2 fNΦm cos t
u NΦm cos t
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NI：称为磁动势。
一般用 F 表示。
F=NI
线圈 匝数N I
磁路 长度L
HL：称为磁压降。
在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场 强度不等）中，总磁动势等于各段磁压降之和。
NI HL
总磁动势
例：
I
N
NI HI H0l0
l0
l
二. 磁路的欧姆定律：
NI HL L L S 令： l R 称为磁阻 Rm m s
Nl H1l1 H 2l2
磁场的主要物理量
• 二、磁 通
• 设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面， 磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，定义磁 感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁 通量（简称磁通）。如果用Φ表示磁通，那么
• Φ =BS
• 在国际单位制中，磁通的单位是Wb（韦）。 • 引入了磁通这个概念，反过来也可以把磁感应强 度看做是通过单位面积的磁通，因此，磁感应强 度也常叫做磁通密度，并且用Wb/m2（韦/米2）作 单位。
第二节 磁场的主要物理量
一、磁感应强度
磁场不仅有方向，而且有强弱。巨大的 电磁铁能吸起成吨的钢铁，小的磁铁只 能吸起小铁钉。怎样来表示磁场的强弱 呢?磁场的基本特性是对其中的电流有 磁场力的作用，研究磁场的强弱，可以 从分析通电导线在磁场中的受力情况着 手，找出表示磁场的强弱的物理量。
• 如图5-6所示，把一段通电导线垂直地放入磁场中，实验 表明：导线长度l一定时，电流I越大，导线受到的磁场力F 也越大；电流一定时，导线长度l越长，导线受到的磁场力 F也越大。精确的实验表明:通电导线受到的磁场力F与通 过的电流I和导线的长度l成正比，或者说，F与乘积Il成正 比。这就是说，把通电导线垂直放入磁场中的某处，无论 怎样改变电流I和导线长度l，乘积Il增大多少倍，F也增大 多少倍，比值F/Il与乘积Il无关，是一个恒量。在磁场中不 同的地方，这个比值可以是不同的值。这个比值越大的地 方，表示一定长度的通电导线受到的磁场力越大，即那里 的磁场越强。因此，可以用这个比值来表示磁场的强弱。
• 顺磁性物质和反磁性物质的相对磁导率都 接近于1，因而除铁磁性物质外，其他物质 的相对磁导率都可认为等于1，并称这些物 质为非铁磁性物质。表5-1列出了几种常用 的铁磁性物质的相对磁导率。
• 表5-1 常用铁磁性物质的相对磁导率材料
磁场及其基本物理量
Ф = BS
磁通量的单位是 Wb（韦伯），
1 Wb = 1 T × 1 m2
2、磁通量
1. 定义
2、磁通量
2. 公式
用字母Ф 表示， 即Ф = BS（B 与S 垂直） Ф = 0 （B 与S 平行）
2、磁通量
3. 单位
Wb（韦伯），1 Wb = 1 T × 1 m2
磁场的主要物理量
1、磁感应强度(磁通密度) 2、磁通量 3、磁导率
4、磁场强度
3、磁导率
当我们用一个插有软铁芯的通电线圈去吸引 铁钉，然后把通电线圈中的软铁芯抽出变成
空心线圈再去吸引铁钉，便会发现两种情况
下吸引力大小不同，前者比后者大得多。
3、磁导率
这表明磁场的强弱不仅与电流的大小和导体 的形状有关，还与磁场中磁介质的导磁性能
有关。
3、磁导率
磁导率μ 就是一个用来表示磁介质导磁 性能的物理量。和不同材料有不同导 电能力一样，不同的磁介质有不同的 磁导率，它的单位为H/m（亨/米）
4、磁场强度
磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率μ 的比 值，叫做该点的磁场强度，用H来表示
即： H=B/μ
4、磁场强度
磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中， 它的方向是和磁感应强度的方向一致的
4、磁场强度
在国际单位制中，它的单位为A/m(安/米)。工 程技术中常用辅助单位A/cm(安/厘米)
课堂练习
3.如图所示，两个半径相同,粗细相同互相垂直的圆形导线圈，可以 绕通过公共的轴线xx′自由转动，分别通以相等的电流，设每个线圈 中电流在圆心处产生磁感应强度为B，当两线圈转动而达到平衡时， 圆心O处的磁感应强度大小是（ ） (A)B (B) B (C)2B (D)0 4.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “3”线 圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大 小关系是( ) A、φ1>φ2>φ3 B、φ1>φ2=φ3 C、φ1<φ2<φ3 D、φ1<φ2=φ3 5.铁磁物质的相对磁导率是_______。 （A）μ r＜1 （ B） μ r ＞ 1 （C）μ r＞＞1
磁场及其基本物理量
3．2 电磁感应
图3．6 感应电动势、感应电流方向的判断
3．2 电磁感应
图3．7
2 的线 例3．2 在一个 B 0.01T 的匀强磁场里，放一个面积为 0.001 m 90 圈，其匝数为500匝。在0.1s内，把线圈从平行于磁感线的方向转过 ，变 成与磁感线方向垂直。求感应电动势的平均值。
当导线运动方向与与导线本身垂直，而与磁感线方向成角时，导线 切割磁感线产生的感应电动势的大小为：
E Blv sin
感应电动势的方向可用右手定则判定：伸开右手，让拇指与其余四指垂 直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体的运动方向，四指所指的就是感 应电动势的方向。如图3．6（a）所示。
3．2 电磁感应
E 0.2 I A 0.4A R 0.5
利用楞次定律或右手定则，可以确定出线圈中感应电流的方向是沿abcd 方向。
3．2 电磁感应
Φ Φ 0 1 105 0 Wb/s 1 104 Wb/s t t 0.1
根据电磁感应定律： e N Φ 500 1 10 4 V 0.05V
图3．5 电磁感应实验
3．2 电磁感应
将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，导致磁通的大小发生变化，根 据法拉第定律：当与线圈交链的磁场发生变化时，线圈中将产生感应电 动势，感应电动势的大小与线圈交链的磁通变化率成正比。感应电动势 的大小为 Φ [e是感应电动势，单位为伏（V）。] e t 如果线圈有N匝，而且磁通全部穿过N匝线圈，则与线圈相交链的总磁通为 N Φ，
3．2 电磁感应
也就是说，只要与导线或线圈交链的磁通发生变化（包括方向、大小的 变化），就会在导线或线圈中感应电动势，当感应电动势与外电路相接，形 成闭合回路时，回路中就有电流通过。这种现象称为电磁感应。
磁场中的主要物理量.
e=Blv
d e dt
e Blv
• 楞次定律：当闭合线圈环绕的磁链发生变 化时，线圈中感应电流所产生的磁场总是 企图抵消原磁场的变化。 • 闭合线圈中产生感应电流的原因是感应电 动势，因此感应电动势的方向与感应电流 方向相同。当线圈不闭合时，感应电流为 零，但感应电动势依然存在。
电磁力
欧姆定律
欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以 磁通。
• 磁路的基尔霍夫第一定律 – 流入磁路节点的磁通的代数和应等于零
c y1 y 2 0
磁压（磁位差）：H沿路径的线积分称该路径 上的磁压。 Um=∫Hdl 磁势：磁场回路所匝链的电流 F=∑I * 磁势、磁压的单位均为：A • 磁路的基尔霍夫第二定律 • 沿着任一闭合回路，其总磁压等于总磁势
第二节 铁磁材料及其磁化特性
• 不同的磁性材 料有不同的磁 导率 • 同一材料当其 磁通密度不同 时，亦有不同 的磁导率
饱和区
线性区，磁导 率大且不变
沿空间任意条闭合回路，磁场强度H的线积分等 于该闭合回路所包围的电流的代数和。
H dl
l
i
H
i1
i2
i3
l
H：磁场强度，安/米(A/m)
dl
注：若i与l符合右手螺旋关系，取正号，否则取 负号 。其中大拇指所指为i的方向，四指为l方向。
当气隙长度δ远远小于两 侧的铁心截面的边长时， 铁 心和气隙中为均匀磁场，则
绪论
一、 磁场中的主要物理量 1. 磁感应强度和磁通 • 磁感应强度 (magnetic induction)是 磁场的基本物理量，它是根据洛仑兹力 来定义的，是一个矢量，用符号 B 来表 示。其方向与磁场的方向一致，可以用 能够自由转动的小磁针来测定。
磁场的主要物理量课件
目 录
• 磁场的基本概念 • 磁感应强度 • 磁场线 • 磁通量 • 磁场能量 • 磁场力
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
磁场的定义是指磁场中任意一点处，磁感应线对该点的切线方向和大小。
详细描述
磁场是一种物理场，它存在于磁体、电流和变化的电场周围。在磁场中，磁感 应线表示磁场的方向和强度，磁感应线的疏密程度表示磁场强度的大小。
磁通量的计算方法
磁通量可以通过积分计算，计算公式为：∮B·dS = BSsinθ， 其中B为磁场强度，S为穿过平面的面积，θ为B与S之间的夹 角。
对于矩形线圈，磁通量也可以通过以下公式计算：Φ=BS， 其中B为磁场强度，S为线圈面积。
05
磁场能量
磁场能量的定义
磁场能量是指磁场本身所具有的 能量，它与磁场强度和磁感应强 度的大小、方向和分布情况有关
02
磁感应强度
磁感应强度的定义
磁感应强度是描述磁场强弱和 方向的物理量，表示每单位长 度的磁力线数。
它是一个矢量，具有大小和方 向，遵循矢量叠加原理。
磁感应强度的大小与磁力线的 密度成正比，表示磁场对放入 其中的磁体或电流的作用力。
磁感应强度的单位
01
国际单位制中的磁感应强度单位 是特斯拉（T），1 T = 1 Wb/m² = 1 N/(A·m) = 1 J/(A·m²)。
磁力线的疏密程度
通过磁力线的疏密程度可 以判断磁场的强弱，从而 更好地了解电磁感应现象 。
04
磁通量
磁通量的定义
磁通量是指磁场中穿过某一平面的磁 感线的条数，是描述磁场分布的一个 重要物理量。
磁通量的大小与磁场强度、磁感线密 度以及穿过平面的面积有关。
会考物理磁场知识点总结
会考物理磁场知识点总结磁场的基本概念磁场是指一种环绕运动电荷或电流的特殊力场，它会对运动的电荷或电流产生力的作用。
在磁场中存在一个向量场，称为磁感应强度，用符号B表示。
磁感应强度的方向是磁场力线的方向，它是磁场中的一个重要物理量，用于描述磁场的空间分布和大小。
磁感应强度磁感应强度是描述磁场的重要物理量，它是由电流产生的电磁感应产生的。
磁感应强度的大小与电流的大小和电流所产生的磁场力线的密度有关。
在理论上，磁感应强度是由安培定律确定的。
在空气或真空中，磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
国际单位制规定1T=1N/(A·m)，即1特斯拉等于1牛顿/安培·米。
磁感应强度的方向是垂直于磁场力线的方向。
磁力及其规律磁力是指磁场对运动电荷或者电流相互作用所产生的力的作用。
磁力的大小与电流的大小、磁感应强度以及电流方向的夹角有关。
在磁场中，磁力的方向与磁感应强度和电流方向的乘积有关，它遵循安培定律。
在磁场中，磁力的大小和方向由洛伦兹定律决定。
根据洛伦兹定律，电流或者移动的电荷在磁场中受到的洛伦兹力与其速度和磁感应强度以及电荷的正负有关。
电流产生的磁场电流会产生磁场，这是电动力学中的一个重要现象。
安培在19世纪初首先发现了电流产生磁场的规律，即安培定律。
安培定律表明，电流所产生的磁场的大小与电流强度之间成正比，并且与电流所产生的磁场距离成反比。
在电动力学中，电流产生的磁场是与电场相互作用的基本规律之一。
电流产生的磁场可以用磁感应强度来描述，它是描述磁场作用的重要物理量。
磁场与运动电荷的相互作用在磁场中，运动的电荷受到的力是由洛伦兹力决定的。
洛伦兹力描述了磁场中运动电荷受到的力大小和方向。
在磁场中，运动电荷受到的洛伦兹力是由其速度和磁感应强度以及电荷的正负确定的。
洛伦兹力的大小和方向与电荷的速度和磁场的方向有关。
在运动电荷受到磁场力的作用下，会产生偏转或者加速。
总结磁场是一种特殊的力学场，在物理学中具有重要的意义。
高三物理磁场基础知识点
高三物理磁场基础知识点磁场是物理学中一个重要的概念，它在各个领域都有广泛的应用。
在高三物理学习中，磁场也是一个重要的知识点。
本文将介绍高三物理磁场的基础知识点，包括磁感应强度、磁力、洛伦兹力以及磁场的几何表示等内容。
一、磁感应强度磁感应强度（B）是描述磁场强弱的物理量。
它的单位是特斯拉（T）。
在磁场中，一个带电粒子受到的磁力大小与磁感应强度以及电荷的速度有关。
磁感应强度的方向由南极指向北极，垂直于磁力线的方向。
二、磁力磁力是指磁场对运动带电粒子的力。
当电荷在磁场中运动时，它会受到磁力的作用，这个力的方向垂直于电荷的运动方向和磁感应强度的方向，符合右手定则。
三、洛伦兹力洛伦兹力是描述磁场对带电粒子的作用力，它的大小与带电粒子电荷、速度以及磁感应强度有关。
洛伦兹力的方向垂直于带电粒子的速度和磁感应强度的方向。
四、磁场的几何表示磁场可以通过磁力线进行几何表示。
磁力线是用来表示磁场的方向和强度的线条，它是沿着磁感应强度的方向指向北极的。
磁力线越密集，表示磁场越强。
五、安培力安培力是指通过导体的电流在磁场中产生的力。
当电流通过导线时，它会受到磁场的作用而受到力的作用。
安培力的方向可以通过安培定则来确定。
六、磁感应强度的计算磁感应强度可以根据安培力来计算。
当在直导线中通过一定电流时，可以根据电流的大小和导线所在位置的磁感应强度来计算安培力。
七、电磁感应电磁感应是指当磁场发生变化时，导体中会产生电动势。
这种现象是互相转化的过程，可以通过法拉第电磁感应定律来进行描述。
八、磁场与电场的相互作用磁场和电场是密切相关的。
在带电粒子的运动中，电场和磁场之间会产生相互作用，这种相互作用的表现形式是洛伦兹力。
在高三物理学习中，学生需要掌握这些基础的磁场知识点。
通过理解磁感应强度、磁力、洛伦兹力以及磁场的几何表示等内容，学生可以更好地理解磁场的特性和实际应用。
进一步的学习中，学生还可以学习电磁感应、磁场与电场的相互作用等内容，深入探究磁场的更多知识。
磁场的基本物理量分解
• 1 磁场的基本物理量 • 2 磁性材料的磁性能 • 3 磁路及其基本定律 • 4 交流铁心线圈电路 • 5 变压器
本章将介绍与磁路有关的电路问题。
• 在电工技术中不仅要讨论电路问题，还将讨论磁路 问题。因为很多电工设备与电路和磁路都有关系， 如电动机、变压器、电磁铁及电工测量仪表等。
• 磁路问题与磁场有关，与磁介质有关及磁和电的关系。
•由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部 形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。
高磁导率的成因
• 磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁 场互相抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转 到与外场一致的方向上，即产生了一个与外场方 向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强 度大大增加——物质被强烈的磁化了。 磁性物质被广泛地应用于电工设备中，电动机、 电磁铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。 就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流 情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。
这两个磁通在线圈中产生感应电动势e和eσ。 e为主磁电动势，eσ为漏磁电动势。
这个电磁关系可表示如下：
式中Nφσ=Lσi中的
Lσ为常数，称为漏电感，
而i与φ不存在线性关系，
即 L不是常数。
u
N iΦ、L
e eσ
Φ
Φ Φσ
Φ与i和L的关系如图所示。
L
u i(Ni)
N0
e d Nid
dt
dt
以环形线圈为例，计算线圈内的磁场强度。
线圈内为均匀媒质，取磁力线
作为闭合回线，且以磁场强度
的方向为回线的绕行方向。于
是
H dl H xlx 2x H x
x Hx
l 而 I IN
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谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
磁场及其基本物理量
1人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
磁场及其底子物理量
磁场及其底子物理量一、电流的磁场试验标明，在载流导体或持久磁铁的周围存在磁场。
发作磁场的底子要素是电流。
持久磁体的磁场是由分子电流所发作的，而电机、变压器的磁场由励磁电流发作。
二、磁场的物理量1．磁感应强度B①概念：磁感应强度是标明磁场中某一点磁场强弱及方向的物理量，它是一个矢量。
②方向：磁场中某一点磁感应强度的方向它规则为放在该点小磁针停止时N极指向。
③巨细：磁场中各点磁感应强度B的巨细，能够用直导体在该点遭到的磁场力巨细来衡量。
假如在某点放置一小段长度为△、电流为I、而且与磁场方向笔直的载流导体，它所受的力为△F时，该点的磁感应强度的巨细为（1）磁感应强度的SI主单位是特（T）。
④磁力线：a.概念：为了形象地图示磁场而人为作出假象空间曲线叫做磁感应线（又称磁力线）。
b.方向：线上每一点的切线方向即是该点的磁场方向。
c.巨细：线的疏密能够反映磁场的强弱（巨细）。
多见磁场暗示图。
条形磁铁的磁场通电导线的磁场通电线圈发作的磁场磁通φ①概念：反映了磁场中某个曲面上的磁场散布状况，用磁通φ标明。
②巨细：a.通常状况：如图1所示，曲面S上某面积元ds处磁感应强度巨细为B，方向与dS法线夹角为θ，则此面积的磁通（2）特别状况：均匀磁场中在磁感应强度巨细为B的均匀磁场中，面积为S，与磁场方向笔直的平面的磁通：（3）磁感应强度又称为磁通密度。
③单位：磁通的SI主单位为韦（Wb）。
2．磁导率μ①概念：反映媒质对导磁功用的物理量，μ只取决于物质自身。
②单位：磁导率的SI主单位为亨/米（H/m）。
③分类：铁磁性物质：铁、钴、镍及其合金，其磁导率远大于真空的磁导率μo；非铁磁性物质，非铁磁性物质的磁导率为常数，μo=4π×十H/m④相对磁导率:，把物质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率μr=（5）摆布；非铁磁性物质的μr≈1、μ=μo。
3．磁场强度H①概念：为反映媒质的导磁功用，描绘磁场强弱和方向而引进的一个辅佐物理量称为磁场强②H与B的联络：H=（6）方向：H与B的方向一同单位:安/米（A/m）。