螺管电磁铁磁极
一种断路器操作机构的直流螺管电磁铁的有限元设计
、ｌ０ Ｎ ． ０ ． ，－ ｏ ２１３ ｏ３ ３ ０
一
种 断路 器操作机构 的直流螺 管 电磁铁 的有 限元设计
孥 袁 玛亍 丈
（ 中国船舶重 工集 团公 司 ７ ２研 究所 ，武汉 ４ ０ ６ ） １ ３ ０ ４
摘
要 ：通 过有 限元分析 方法 ，针对 Ｚ ＤＳ断路器 的操作机 构 ，采用直 流螺 管 电磁铁 的仿 真设 计，对盆 式磁
极结构 、磁场 分布情 况和 电磁力 进行 了研 究 。设计结 果较好 地满足 了 Ｚ ＤＳ断路器 的负载特 性要 求 ，实现 了
断路器 操作 机构 电动驱 动方 式 由传 统 的 电动 机驱动 转 为 电磁 铁驱动 的改 造 ，为 电磁 铁在 断路 器操作 机构 中
的应用 完成 了一次 成功 的实践 。 关键词 ：断路 器 电磁 铁 中图分 类号 ：Ｔ ６ ． Ｍ５ １６ 有 限元法 机 构 文 章编号 ：１ ０ ．８ ２（０ ０ ０ —０ ８０ ０ ３４ ６ ２ １ ） ３０ １ —４
现象，对 电力系统保护存在隐患 。电动机 的改造
和 调 整均 不 方 便 且 成本 较 高 。 目前 已经 出现 用 电 磁铁 代 替 电动 机 的 技术 趋 势 ，不 仅完 全 适 用 断 路
有 限元法 被广 泛应 用于 设计 研发 的前 期阶
段 ，能 就其 所 被 使 用 的 系 统进 行 精 确 计 算及 性 能 预 测 。有 限元 法 一 个 明 显 的优 点在 于 其 建模 的灵 活 性 ，能够 很 好 地 处 理 具有 任 意 复 杂 形 体地 媒 质 分 布 问题 ，对 一 些用 传 统方 法 无 法 获 得解 析 解 的 问题 ，较 容 易得 到 精度 很 高且 满 足 工 程 实 际应 用 需 要 的数 值 解 。利用 有 限元 法 对 电磁 铁磁 场 进 行 分析 已经 成 为 工 程领 域 中必 不 可 少 的 手段 。
电磁相互作用
电磁相互作用及应用 一、电磁铁知识点:1、定义：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强，就构成电磁铁；2、电磁铁的优点：(1)电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制(2)磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制(3)也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小(4)它的磁极可以由改变电流的方向来控制；3、电磁铁的应用：电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。
二、电磁继电器知识点:电磁继电器的工作原理：当线圈通电以后，铁心被磁化产生足够大的电磁力，吸动衔铁并带动簧片，使动触点和静触点闭合或分开；当线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁返回原来的位置，动触点和静触点又恢复到原来闭合或分开的状态，应用时只要把需要控制的电路接到触点上，就可利用继电器达到控制的目的。
三、电磁感应知识点:1、定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，产生的电流称为感应电流；2、法拉第电磁感应实验揭示了“磁能生电”；3、电磁感应是一个能量转换过程--机械能转化为电能的过程；4、影像感应电流大小的因素：磁场强度、切割速度、切割角度。
1、简单磁现象磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
磁极：磁体上磁性最强的部分。
磁体有两个磁极，分别叫南极（S 极）和北极（N 极）。
磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
2、磁场磁体周围存在磁场．磁场的基本性质是对放入磁场中的磁体有力的作用。
磁场方向：磁场中某点的小磁针静止时北极的指向，规定为这一点的磁场方向。
磁感线：在磁场中画的一些有方向的曲线。
在曲线上任何一点的切线方向，都跟放在这一点的小磁针北极指向一致。
磁体外部的磁感线，都是从磁体北极出来，回到磁体的南极． 3、电流的磁场奥斯特实验表明电流周围存在磁场。
通电螺线管的磁感线跟条形磁铁的磁感线相似，它两端的磁极性质跟电流方向有关，可以用安培定则来判定。
实验26—探究通电螺线管磁性强弱的影响因素实验(解析版)
实验二十六、探究通电螺线管磁性强弱的影响因素实验剖析【实验目的】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素。
【实验器材】电源、滑动变阻器、导线若干、电磁铁、大头钉、开关、铁钉若干。
【实验方法】①控制变量法：②转换法：通过比较螺线管吸引大头针的多少反映磁性的强弱。
【实验原理】电流的磁效应【实验猜想】①磁性强弱与线圈的匝数有关系②磁性强弱与电流有关系③磁性强弱与有无铁芯有关系【实验步骡（一）探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系方案：保持铁芯、线圈匝数不变，改变通过电磁铁的电流大小，观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
现象：增大电流，电磁铁吸引的大头针数目增多.结论：铁芯、线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越越大，，电磁铁的磁性越强.电磁铁磁性强弱与电流大小有关.（二）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系方案：保持电流、铁芯不变，改变线圈的匝数，观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
现象：线圈匝数越多，电磁铁吸引的大头针数H增多.结论：当电流和铁芯不变时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强.电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关.（三）探究通电螺线管的磁性强弱与有无铁芯的关系方案：保持电流、线圈匝数不变，比较不插入铁芯和插入铁芯时,观察电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁的磁性强弱。
数据记录：现象：插入铁芯后，通电螺线管吸引的大头针数H增多.结论：当电流和线圈面数不变时，插入铁芯，通电螺线管磁性大大增强.电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关. 【实验结论】①磁性强弱与线圈的匝数有关系：当电流和铁芯不变时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强.②磁性强弱与电流有关系：铁芯、线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越越大，，电磁铁的磁性越强.③磁性强弱与有无铁芯有关系：当电流和线圈匝数不变时，插入铁芯，通电螺线管磁性大大增强.【考点方向】1、电磁铁的优点：电磁铁磁性有无，可用电流的通断来控制电磁铁磁性强弱，可用改变电流的大小来控制电磁铁的极性变换，可用改变电流的方向来实现。
磁感应与螺线管的工作原理
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律是指在一个闭合磁 路中，磁通与磁阻的关系类似于 电路中的电流与电阻的关系，即 Φ=F/Rm，其中F是磁动势，Rm
是磁阻。
磁性材料及其特性
要点一
磁性材料
磁性材料是指具有铁磁性、亚铁磁性或反铁磁性等特性的 材料。常见的磁性材料有铁、钴、镍及其合金等。
要点二
磁性材料的特性
磁性材料具有自发磁化、畴壁移动和磁滞等特性。其中自 发磁化是指在没有外磁场作用下，磁性材料内部自发形成 许多小区域（畴），每个小区域内的原子磁矩排列整齐； 畴壁移动是指在外磁场作用下，畴壁发生移动导致整个材 料的宏观磁性发生变化；而磁滞则是指当外磁场消失后， 磁性材料的磁性并不立即消失而是保留一定的剩余磁性。
位，应用于生物医学、微纳制造等领域。
06
CATALOGUE
总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
磁感应原理
磁感应是指磁场与导体或电路相互作用，从而在导体中产生电动势或电流的现象。磁感应原理是电磁 学的基础，揭示了磁场与电流之间的内在联系。
螺线管工作原理
螺线管是由导线绕制而成的线圈，当线圈中通入电流时，会产生磁场。螺线管的磁场方向与电流方向 以及线圈绕制方向有关，遵循右手定则。螺线管在电磁铁、电感器、变压器等电气设备中有广泛应用 。
磁通、磁阻及磁路欧姆定律
磁通
磁通是描述磁场通过某一面积的 物理量，用符号Φ表示，单位是 韦伯（Wb）。磁通的大小与磁 场强度和垂直通过该面积的磁力
线数量成正比。
磁阻
磁阻是描述磁性材料对磁通阻碍 作用的物理量，用符号Rm表示 ，单位是安培/韦伯（A/Wb）。 磁阻的大小与磁性材料的性质、
形状和尺寸有关。
MRI（磁共振成像）
说说右手螺旋定则
谈谈右手螺旋定则在《电和磁》这章容中，学会用“右手螺旋定则”判断出通电螺线管的磁极是这一章的重点容，同时在中考试题或平时练习题中也经常遇到这类问题。
由教材容可知，正确使用右手螺旋定则的关键在于“四指弯曲向”与螺线管中“电流环绕向”必须一致，此时拇指所指的一端就是N极。
要学会这一法，学生首先要知道电流是怎样“环绕”通过螺线管的。
此时，空间想象能力就显得非常重要了。
但书上或试卷上的螺线管只能画成平面型的，解题时要把它想象成空间立体状。
如果学生的想象力稍差一些，解题就存在一定的难度，有很多的学生常因为螺线管的缠绕式和电流向变化的组合改变，不能正确按照“让四指弯向螺线管中电流向”的要求摆出手形，遇到学习障碍,所以这个知识点也是本章的难点。
右手螺旋定则的应用常见有三类题目：（1）已知螺线管中的电流向，判断通电螺线管的N、S极；（2）已知通电螺线管的N、S极，判定螺线管中电流的向；（3）根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线向。
在教学实践中各位同行也探究出好多新法，但不能又快又好地解答这类习题，具体如下所述：“手心手背”法1. 把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分，称为外部。
2. 根据电流从“正极出来，回到负极”的规律标出螺线管外部电流向，这个电流向只能是向下或向上（如图1中甲、乙两图所示）。
3. 若外部电流向向下，就用右手的手心朝自己去握螺线管（如图2中的甲图所示），则拇指所指的一端就是N极；反之，如外部电流向向上，就应用右手的手背朝自己去握螺线管（如图2乙所示），图1 图2则拇指所指的一端就是N极。
图3 图4 图54. 用上述法去判断图1的甲、乙两通电螺线管磁极，则很快判出甲图的右端是N极，乙图的左端是N极（如图3）。
另外用此法，也能很快地解出“根据通电螺线管的磁极判断未知电源的正负极”这类题型，解题思路如下：通电螺线管N极在左（右）→右手大拇指指向左（右）→右手手背（心）朝自己握→外部电流向向上（下）→电流流入的一端是电源的负极。
螺线管内部磁感应强度公式
螺线管磁感应强度公式：dB=(u*I*dl)/(4*3.14*r²)，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示。
应强调说明对于确定的磁场中某一位置来说，B并不因探测电流和线段长短（电流元）的改变而改变，而是由磁场自身决定的；比值F/IL不变这一事实正反映了所量度位置的磁场强弱程度是一定的。
螺线管是个三维线圈。
在物理学里，术语螺线管指的是多重卷绕的导线，卷绕内部可以是空心的，或者有一个金属芯。
当有电流通过导线时，螺线管内部会产生均匀磁场。
螺线管是很重要的元件·。
很多物理实验的正确操作需要有均匀磁场。
螺线管也可以用为电磁铁或电感器。
螺线管磁感应强度公式：
毕奥－萨伐尔定律：dB=(u*I*dl)/(4＊3.14*r^2)。
对于通电螺线管及其轴线上的磁场：dB=(u*R^2*I*n*dx)/(2(x^2+R^2)^1.5)。
通过积分：以l代表螺线管的长度，R为螺线管半径，I为电流大小，n为匝数，u为4 *3.14*10^(-7)N/A^2。
当R＜＜l时，对于理想情况，无线长螺线管轴线上任一点有B=u*n*I，而管外B=0。
实际上无线长螺线管轴线上任一点有B=（约等于）0.5u*n*I。
2020中考物理 专题2.22电与磁作图题(含解析)
2.22 电与磁作图题1．(2019·辽阳)A 、B 是两个电磁铁，闭合开关后，小磁针在如图所示的位置静止，C 是两个电磁铁之间的一条磁感线，请标出：（1）电磁铁间磁感线的方向。
（2）电源右端的极性（用“+”或“﹣”表示）。
（3）电磁铁B 上方小磁针的N 极。
【答案】见解析 【解析】左图中电源上端为正极，根据其电流方向，由安培定则可知，电磁铁A 的左端为N 极，右端为S 极； 根据图中磁感线的形状可知，两电磁铁间的磁极为异名磁极，可知电磁铁B 的左端为N 极，右端为S 极； 在磁体外部，磁感线的方向由N 极指向S 极，所以图中磁感线的方向是从右向左； 再根据安培定则可知右图中电源左端为正极，右端为负极； 根据磁极间的作用规律可知小磁针右端为N 极，如图所示。
2．(2019·威海)闭合开关S 后小磁针的状态如图所示（小磁针黑色一端表示N 极），请在图中括号内标出通电螺线管的N 极和电源的“+”极。
【答案】见解析【解析】小磁针静止时N 极指向左，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，可以确定通电螺线管的（ ）S电源（ ）左端为S 极，右端为N 极；结合图中的线圈绕向和通电螺线管的N 极，利用安培定则可知线圈中的电流方向是从螺旋管的左端流入、右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。
如下图所示：3. (2019·遂宁)请根据小磁针静止时S 、N 的指向，在图中标出通电螺线管磁感线的方向和电源的“+”极。
【答案】【解析】图中小磁针静止时N 极向左，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是S 极，左端是N 极；磁体周围的磁感线都是从N 极出来回到S 极，则可以判断图中磁感线的方向向右；根据螺线管的磁极和安培定则，可以判断电流从螺线管左端流入，由电流方向可知电源左端为正极，如图所示。
4.（2019·贵港）如图9所示，闭合开关S 后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”极，并标出通过通电螺线管外A 点的磁感线的方向。
无限长螺线管的磁感应强度
无限长螺线管的磁感应强度
该螺线管内部的磁感应强度为5×10-3T。
通电螺线管内部的磁感线比外部的磁感线分布较密，所以内部的磁感应强度比较大，电动机和磁电式电流表等都是利用通电线圈在磁场中受到安培力的作用下工作的，当需要的磁场不太强时，由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质，很容易将其他实验仪器或样品置入或移出。
磁感应强度注意事项
在磁场中画一些曲线，用(虚线或实线表示)使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉)，这些曲线叫磁感线。
磁感线是闭合曲线。
规定小磁针的北极所指的方向为磁感线的方向。
磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极。
学前科学实验制作简易的电磁铁
学前科学实验制作简易的电磁铁电磁铁是通过电流在导线中产生磁场而形成的一种特殊装置。
它在日常生活和工业领域中有着广泛的应用。
本文介绍一种适合学前儿童的简易电磁铁实验制作方法。
材料准备：1. 长直螺纹管（可以从硬件店购买）。
2. 铁钉（尺寸适中）。
3. 可编程电路板。
4. 电线。
5. 电池。
6. 磁铁（可选项）。
操作步骤：1. 将铁钉插入螺纹管中。
2. 将螺纹管的一端固定在可编程电路板上。
3. 将电线的一端连接到电池的正极，另一端连接到可编程电路板上的电磁铁引脚。
4. 打开电池开关，观察铁钉是否具有磁性。
如果有磁性，说明电磁铁制作成功。
5. 如有磁性，可以使用另外一个磁铁让电磁铁吸附在其上。
实验原理：当电流通过导线时，会在导线周围产生一个磁场。
电流越大，产生的磁场也越强。
在这个实验中，铁钉起到了导线的作用，通过将电流通过螺纹管和铁钉，就能够产生一个强磁场，使铁钉具有磁性。
实验结果与讨论：这个简易电磁铁虽然制作较为简单，但仍然能够展示电流产生磁场的原理。
当电流通过螺纹管和铁钉时，铁钉会具有磁性，能够吸附和放弃其他物体，如另一个磁铁。
这个实验可以激发儿童对科学的探索兴趣，并帮助他们理解电流和磁场的关系。
实验的拓展：1. 更换导线的材料，观察磁场的变化。
可以尝试铜线、铝线等不同材质的导线，比较它们产生的磁场强度。
2. 调节电流的大小，观察磁场的变化。
可以通过改变电池的电压或导线的长度来调节电流的大小，进而观察磁场的强弱变化情况。
3. 探索磁场的方向。
通过观察铁钉对不同方向磁铁的吸引情况，让孩子们发现磁力的方向与磁极的关系。
这个简易的电磁铁实验能够帮助学前儿童初步了解电流和磁场的关系，培养他们对科学的兴趣并激发他们的创造力。
家长和老师可以引导孩子们通过实验来探索更多的科学知识，为他们未来的学习打下坚实的基础。
说说右手螺旋定则
谈谈右手螺旋定则在《电和磁》这章容中，学会用“右手螺旋定则”判断出通电螺线管的磁极是这一章的重点容，同时在中考试题或平时练习题中也经常遇到这类问题。
由教材容可知，正确使用右手螺旋定则的关键在于“四指弯曲向”与螺线管中“电流环绕向”必须一致，此时拇指所指的一端就是N 极。
要学会这一法，学生首先要知道电流是怎样“环绕”通过螺线管的。
此时，空间想象能力就显得非常重要了。
但书上或试卷上的螺线管只能画成平面型的，解题时要把它想象成空间立体状。
如果学生的想象力稍差一些，解题就存在一定的难度，有很多的学生常因为螺线管的缠绕式和电流向变化的组合改变，不能正确按照“让四指弯向螺线管中电流向”的要求摆出手形，遇到学习障碍,所以这个知识点也是本章的难点。
右手螺旋定则的应用常见有三类题目：（1）已知螺线管中的电流向，判断通电螺线管的N、S 极；（2）已知通电螺线管的N、S 极，判定螺线管中电流的向；（3）根据通电螺线管的N、S 极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线向。
在教学实践中各位同行也探究出好多新法，但不能又快又好地解答这类习题，具体如下所述：手心手背”法1. 把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分，称为外部。
2. 根据电流从“正极出来，回到负极”的规律标出螺线管外部电流向，这个电流向只能是向下或向上（如图1 中甲、乙两图所示）。
3. 若外部电流向向下，就用右手的手心朝自己去握螺线管（如图2 中的甲图所示），则拇指所指的一端就是N 极；反之，如外部电流向向上，就应用右手的手背朝自己去握螺线管（如图2 乙所示），则拇指所指的一端就是N 极4. 用上述法去判断图1 的甲、乙两通电螺线管磁极，则很图1图3 图4 图5图2快判出甲图的右端是N 极，乙图的左端是N 极（如图3）。
另外用此法，也能很快地解出“根据通电螺线管的磁极判断未知电源的正负极”这类题型，解题思路如下：通电螺线管N 极在左（右）→右手大拇指指向左（右）→ 右手手背（心）朝自己握→外部电流向向上（下）→电流流入的一端是电源的负极。
第二节 通电螺线管的磁场ppt
(2)比较乙、丙两图可 知:_电__流__周__围__磁__场__的__方__向__随__电__流__方__向__的__改___
_变__而__改__变_。
奥斯特简介
1820年丹麦物理 学家奥斯特终于用 实验证实通电导体 的周围存在着磁场. 这一重大发现轰动 了科学界，使电磁 学进入一个新的发 展时期．
的电流方向和通电螺线管的NS极,可以看出, 通电螺线管磁极的性质是由 电流方向 决定的.
N
S
S
N
甲
丁
练习3：标出小磁针的NS极
NS N
SN
S NS
例2.标出螺线管上电流的方上标出电 源的正负极。
S
N
+_
练习5：如图所示，已知小磁针N、S极，在 图上标出通电螺线管的N、S极和电源的正负 极。
定则） 伸开右手，
拇指和四指在同一平面，
拇指和四指垂直， 握住螺线管，
N
I
S
I
四指环绕方向为电流方向，
拇指所指那端为通电螺线管N极。
四指弯曲：与螺线管中的电流方向一致
N
S
大拇指指向：通电螺线管的N极
右手螺旋定则的由来
1820年7月21日,丹麦物理学家奥斯特 发现了电流的磁效应,轰动了整个欧洲.9 月11日安培得知这一消息后,第二天就重 新做了奥斯特的实验.实验中他惊奇的发 现,磁针转动的方向和电流的方向有一定 的规律,经过大量实验,最终总结出了 “右手螺旋定则”
第1题图
第2题图
• 6、在下图甲、乙中，分别标出通电螺线管的N 极和S极。
• 7、在下图丙中，根据小磁针N极指向分别标出 电源的正、负极。
螺线管原理
螺线管原理
螺线管是一种常用的电磁元件，其原理是将电磁能量转化成机械能量，也是大多数电子电机和风扇的核心部件。
发明螺线管的人是19世纪德国发明家弗里德里希曼（Friedrich Mann），他在1834年发明了两个螺线管，这类螺线管又因其相似的外观及用途而得名“曼管”。
螺线管的构造包括一个磁铁、一个磁性线圈和一个称为“共磁芯”的铁芯，它可以以电磁的方式吸引磁铁，从而产生机械的张紧。
当一股电流经过线圈，磁场随之产生，从而影响到磁铁，使磁铁被磁力吸引而产生力，磁铁产生推动力，继而使芯子上升，实现转动。
在另一个方面，磁铁也受到磁力的吸引，而共磁芯紧紧地和磁铁粘连在一起，最终磁铁被牵引起来，推动螺线管芯子旋转，实现螺线管的驱动功能。
螺线管的功能，主要是实现电磁驱动，对于电子电机而言，它可以将电磁能转化成机械能，使电机转起来，并使机器向前运行，实现机械推动效果。
螺线管还可以用于风扇调节，它可以根据电压大小来调整风扇转速，实现冷却效果。
螺线管有众多优点，包括体积小，制作简单，体积轻，易于安装，保护功能良好，价格低等。
另外，螺线管在电子电机和风扇中的使用也非常广泛，它被广泛应用于家用电器如吸尘器、洗衣机等，以满足大众的需求。
从上述叙述可以看出，螺线管是一种简便实用的电磁元件，它将电磁能量转化成机械能量，可以用于各种电子电机和风扇，在很多家
用电器中都有着广泛的应用。
它的优点主要体现在体积小、便于安装和制作简单等方面，为家用电器提供了大量便利。
说说右手螺旋定则
谈谈右手螺旋定则在《电和磁》这章容中，学会用“右手螺旋定则”判断出通电螺线管的磁极是这一章的重点容，同时在中考试题或平时练习题中也经常遇到这类问题。
由教材容可知，正确使用右手螺旋定则的关键在于“四指弯曲方向”与螺线管中“电流环绕方向”必须一致，此时拇指所指的一端就是N极。
要学会这一方法，学生首先要知道电流是怎样“环绕”通过螺线管的。
此时，空间想象能力就显得非常重要了。
但书上或试卷上的螺线管只能画成平面型的，解题时要把它想象成空间立体状。
如果学生的想象力稍差一些，解题就存在一定的难度，有很多的学生常因为螺线管的缠绕方式和电流方向变化的组合改变，不能正确按照“让四指弯向螺线管中电流方向”的要求摆出手形，遇到学习障碍,所以这个知识点也是本章的难点。
右手螺旋定则的应用常见有三类题目：（1）已知螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的N、S极；（2）已知通电螺线管的N、S极，判定螺线管中电流的方向；（3）根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。
在教学实践中各位同行也探究出好多新方法，但不能又快又好地解答这类习题，具体如下所述：“手心手背”法1. 把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分，称为外部。
2. 根据电流从“正极出来，回到负极”的规律标出螺线管外部电流方向，这个电流方向只能是向下或向上（如图1中甲、乙两图所示）。
3. 若外部电流方向向下，就用右手的手心朝自己去握螺线管（如图2中的甲图所示），则拇指所指的一端就是N极；反之，如外部电流方向向上，就应用右手的手背朝自己去握螺线管（如图2乙所示），图1 图2则拇指所指的一端就是N极。
图3 图4 图54. 用上述方法去判断图1的甲、乙两通电螺线管磁极，则很快判出甲图的右端是N极，乙图的左端是N极（如图3）。
另外用此方法，也能很快地解出“根据通电螺线管的磁极判断未知电源的正负极”这类题型，解题思路如下：通电螺线管N极在左（右）→右手大拇指指向左（右）→右手手背（心）朝自己握→外部电流方向向上（下）→电流流入的一端是电源的负极。
说说右手螺旋定则
谈谈右手螺旋定则在《电和磁》这章内容中，学会用“右手螺旋定则”判断出通电螺线管的磁极是这一章的重点内容，同时在中考试题或平时练习题中也经常遇到这类问题。
由教材内容可知，正确使用右手螺旋定则的关键在于“四指弯曲方向”与螺线管中“电流环绕方向”必须一致，此时拇指所指的一端就是N极。
要学会这一方法，学生首先要知道电流是怎样“环绕”通过螺线管的。
此时，空间想象能力就显得非常重要了。
但书上或试卷上的螺线管只能画成平面型的，解题时要把它想象成空间立体状。
如果学生的想象力稍差一些，解题就存在一定的难度，有很多的学生常因为螺线管的缠绕方式和电流方向变化的组合改变，不能正确按照“让四指弯向螺线管中电流方向”的要求摆出手形，遇到学习障碍,所以这个知识点也是本章的难点。
右手螺旋定则的应用常见有三类题目：（1）已知螺线管中的电流方向，判断通电螺线管的N、S极；（2）已知通电螺线管的N、S极，判定螺线管中电流的方向；（3）根据通电螺线管的N、S极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。
在教学实践中各位同行也探究出好多新方法，但不能又快又好地解答这类习题，具体如下所述：“手心手背”法1. 把通电螺线管的正面即没有被铁芯挡住的部分，称为外部。
2. 根据电流从“正极出来，回到负极”的规律标出螺线管外部电流方向，这个电流方向只能是向下或向上（如图1中甲、乙两图所示）。
3. 若外部电流方向向下，就用右手的手心朝自己去握螺线管（如图2中的甲图所示），则拇指所指的一端就是N极；反之，如外部电流方向向上，就应用右手的手背朝自己去握螺线管（如图2乙所示），图1 图2则拇指所指的一端就是N极。
图3 图4 图54. 用上述方法去判断图1的甲、乙两通电螺线管磁极，则很快判出甲图的右端是N极，乙图的左端是N极（如图3）。
另外用此方法，也能很快地解出“根据通电螺线管的磁极判断未知电源的正负极”这类题型，解题思路如下：通电螺线管N极在左（右）→右手大拇指指向左（右）→右手手背（心）朝自己握→外部电流方向向上（下）→电流流入的一端是电源的负极。
通电螺线管与磁场方向
通电螺线管与磁场⽅向
通电螺线管是由通电线圈组成的，通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出并回到南极。
但是，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。
通电螺线管对外相当于⼀个条形磁铁。
通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
通电螺线管中电流的⽅向与螺线管两端极性的关系可以⽤安培定则（也叫右⼿螺旋定则）。
(1)通电直导线中的安培定则：⽤右⼿握住直导线，让⼤拇指指向电流的⽅向，那么四指的指向就是磁感线环绕⽅向；
(2)通电螺线管中的安培定则：⽤右⼿握住螺线管，使四指弯曲与电流⽅向⼀致，那么⼤拇指所指的那⼀端是通电螺线管的N极。
参考⾃百度百科。
电磁铁是由什么组成的
电磁铁是由什么组成的
插入铁芯的通电螺线管叫做电磁铁，所以电磁铁由螺线管和铁芯两部分组成。
电磁铁主要由螺线管和铁芯两部分组成。
当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。
磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。
但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。
如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。
另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。
否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。
电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，可以很容易地将其磁性启动或是消除。
例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。
当电流通过导线时，会在导线的周围产生磁场。
应用这性质，将电流通过螺线管时，则会在螺线管之内制成均匀磁场。
假设在螺线管的中心置入铁磁性物质，则此铁磁性物质会被磁化，而且会大大增强磁场。
一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。
在设计电磁铁时，会注重线圈的分布和铁磁体的选择，并利用电流大小来控制磁场。
由于线圈的材料具有电阻，这限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随着超
导体的发现与应用，将有机会超越现有的限制。
电磁铁的基本公式及计算
电磁铁的基本公式及计算1.磁路基本计算公式B =μH，φ=ΛIW，∑φ=0IW=∑HL, Λ=μS/LB—磁通密度(T);φ—磁通〔Wb);IW—励磁安匝(A);Λ一磁导(H);L一磁路的平均长度(m) }S—与磁通垂直的截面积(m2);H一磁场强度(A/m);μ一导磁率(H/m) ，空气中的导磁率等于真空中的导磁率μ0=0 .4π×10-8 H/m。
2，电磁铁气隙磁导的计算电磁铁气隙磁导的常用计算公式列于表“气隙磁导的计算公式”中。
表中长度单位用crn，空气中的导磁率μ0为0 .4π×10-8 H/m。
气隙磁导的计算公式3·电磁铁吸力基本计算公式 (1)计算气隙较小时的吸力为10210S392.0⨯=φF式中：F —电磁铁吸力(N)； φ—磁极端面磁通(Wb)； S —磁极表面的总面积(cm 2)。
(2)计算气隙较大时的吸力为10210)a S(1392.0⨯+=δφF式中：a —修正系数，约为3～5；δ—气隙长度（cm ）。
上式适用于直流和交流电磁铁的吸力计算。
交流时，用磁通有效值代入，所得的吸力为平均值。
例：某磁路如图所示。
已知气隙δ为0.04cm ，铁芯截面S 为4.4cm 2，线圈磁势IW 为1200安匝。
试求在气隙中所产生的磁通和作用在衔铁上的总吸力。
解：（1）一个磁极端面上的气隙磁导为000111004.04.4μμδμδ=⨯==S G 由于两个气隙是串联的，所以总磁导为G δ = G δ1/2=55μ0=55×0.4π×10-8=68.75×10-8（H ） (2)气隙中所产生的磁通为φδ=IW G δ =1 200×68.75×10-8 =8 .25×10-4 (Wb) (3)总吸力为)(1213104.425.8392.0210S 392.02102102N F =⨯⨯⨯=⨯⨯=δδφ 式中乘2是因为总吸力是由两个气隙共同作用所产生的。
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螺管电磁铁磁极
螺管电磁铁是一种电磁铁的形式，由一个螺旋绕组和一个铁心组成。
螺旋绕组通电时会产生磁场，铁心的存在可以增强磁场强度。
螺管电磁铁常用于制造电动机、发电机、磁悬浮列车等电磁设备。
磁极是一种用于描述磁场的概念，是指磁场中具有明显磁性的区域。
磁极一般分为北极和南极两种，通常用N和S表示。
在螺管电磁铁中，磁极是由电流方向决定的。
当电流方向为顺时针时，电磁铁的南极在铁心的末端，北极在铁心的起始端；当电流方向为逆时针时，电磁铁的南极在铁心的起始端，北极在铁心的末端。
这种磁极的分布方式使得电磁铁在工作时产生稳定的磁场，从而实现控制磁场的目的。