磁的基本概念
磁场的基本概念
三. 磁感应强度 1.在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力 F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度
B=F/I·L
2.磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,国际符号是T,
1T 1 N Am
3.磁感应强度的方向: 就是磁场的方向. 小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场
方向. 磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方 向.也就是这点的磁感应强度的方向.
I a bc
D. φa > φc > φb
例、如图所示,矩形线框abcd,处于磁感应强度为 B=0.2T的匀强磁场中,线框面积为S=0.3m2,线框从图 示位置转过60°,线框中磁通量变化量为 ,线框 在后来位置时磁通密度为 。
解析:线框在图示位置时、磁感强度B与线框平面 垂直,磁通量Φ1=BS=0.2×0.3=0.06Wb,
一定为零
B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I·L,它跟F,I,L
都有关
C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向
D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强
度方向的单位面积的磁通量
例3.磁场中某点的磁感应强度的方向 [ C D ]
A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D.通过该点磁场线的切线方向
D.切断i4
解: 在O点: i 4 的磁场向 外 , i 3 的磁场向 里 ,
因为i 4 = i 3 所以i 3、 i 4 产生的磁场抵消。
I1 和i 2 产生的磁场向 里 ,
i1
i3
O点的合磁场向里 只有切断i4可使O点磁场增强
O·
磁的基本概念和现象
磁的基本概念和现象一、磁的概念1.磁性:物质具有吸引铁、镍、钴等磁性材料的性质。
2.磁体:具有磁性的物体,如条形磁铁、蹄形磁铁、磁针等。
3.磁极:磁体上磁性最强的部分,分为北极(N极)和南极(S极)。
4.磁性方向:磁极之间的相互作用方向,由南极指向北极。
5.磁铁的极性:磁铁的两端分别具有南极和北极,磁铁的极性由其内部微观结构决定。
6.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
7.磁力线:用来描述磁场分布的线条,磁力线从北极指向南极,形成闭合曲线。
8.磁场:磁力线分布的空间区域,磁场强度和方向在不同位置有所不同。
9.磁通量:磁场穿过某个面积的总量,用Φ表示,单位为韦伯(Wb)。
10.磁感应强度:磁场对磁性物质产生的磁力作用,用B表示,单位为特斯拉(T)。
11.磁化:磁性物质在外磁场作用下,内部磁矩排列趋向于一致的过程。
12.磁化强度:磁性物质磁化的程度,用M表示。
13.磁滞现象:磁性物质在反复磁化过程中,磁化强度与磁场强度之间的关系不完全一致的现象。
14.磁阻:磁场对磁性物质运动产生的阻碍作用。
三、磁场的测量与表示1.磁场强度:用符号H表示,单位为安培/米(A/m)。
2.磁感应强度:用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
3.磁通量密度:用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
4.磁力线密度:表示单位面积上磁力线的数量,用来描述磁场的强弱。
四、磁场的应用1.磁悬浮:利用磁场间的相互作用,使物体悬浮在磁场中,实现无接触运行。
2.磁记录:利用磁性材料记录信息,如磁盘、磁带、磁卡等。
3.磁共振成像:利用磁场和射频脉冲对人体进行无损检测的技术。
4.磁性材料:应用于电机、发电机、变压器、磁悬浮列车等领域。
五、磁场的相关定律1.奥斯特定律:电流所产生的磁场与电流强度成正比,与距离的平方成反比。
2.法拉第电磁感应定律:闭合电路中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。
3.安培环路定律:闭合回路中的磁场与电流元之和成正比,与回路长度成反比。
磁场的基本概念和特性
磁场的基本概念和特性磁场是我们日常生活中经常遇到的物理现象之一,它对于电磁学起着重要的作用。
磁场是由电流产生的,它具有一些特定的属性和性质,本文将介绍磁场的基本概念和特性。
一、磁场的基本概念磁场是一种物理场,它是由电流或者磁体产生的。
在磁场中,可以观察到有磁性物体受到吸引或者排斥的现象。
磁场可以通过磁感线来表示,磁感线的方向是磁场的方向。
磁场有两个重要的特点:磁力线和磁感应强度。
磁力线是描述磁力的方向和磁场线分布的线条,磁感应强度则是描述磁场强弱的物理量。
磁感应强度的单位是特斯拉(Tesla),通常用字母B表示。
二、磁场的特性1. 磁场的磁力线是闭合曲线。
磁力线形状可以通过铁屑实验观察到,当在磁场中撒上铁屑时,铁屑会按照磁力线的方向排列成闭合曲线的形状。
2. 磁力线的密度表示了磁场的强弱。
磁力线的密度越大,表示磁场越强。
3. 磁场具有方向性。
根据右手定则,当电流通过一根导线时,用右手握住导线,大拇指的指向就是电流的方向,其他四指弯曲的方向就是磁场的方向。
4. 磁场可以相互作用。
当两个磁场相遇时,它们可以相互作用并产生力的效应。
这一特性被广泛应用在电机、发电机、电磁铁等的工作原理中。
5. 磁场的强弱与距离有关。
根据库仑定律,磁场的强度与距离的平方成反比关系。
换句话说,磁场的强度随着距离的增加而减小。
三、应用和意义磁场的研究和应用有广泛的领域,包括电磁学、电力工程、计算机科学等。
在电磁学中,磁场与电场一起构成了电磁场,它们对于电磁波传播和电磁感应等现象具有重要作用。
磁场的特性也被应用于发电机和电动机等设备的设计和运行中,实现机械能与电能的相互转换。
在电力工程中,磁场的特性对于电力输送和变压器等设备的运行起着重要作用。
磁场的强度和密度可以帮助工程师确定电力设备的设计参数,确保设备的可靠运行。
在计算机科学中,磁场也有重要的应用。
硬盘驱动器中的读写头通过磁场来读取和写入数据,磁存储技术利用磁场在磁介质上存储数据。
磁性物理学第一章物质磁性概述-磁性物理
如氧、铝、铂等金属,以及某些非金属如氮、氧等。
顺磁性特点
顺磁性物质的磁化率比抗磁性物质大,但仍然是微弱的。它们同样 不会自发磁化,且在外磁场撤去后无剩磁。
铁磁性物质
01
铁磁性定义
铁磁性是指物质在外磁场作用下,能产生很强磁化现象,且可以自发磁
化形成磁畴。
02
铁磁性物质举例
如铁、钴、镍及其合金等。
物质磁性影响因素分
04
析
温度对物质磁性影响
居里温度
物质磁性随温度变化的重要参数,当温度高于居里温度时,铁磁性物质转变为顺 磁性。
磁化率与温度关系
对于顺磁性物质,磁化率随温度升高而降低;对于铁磁性物质,在居里温度以下 磁化率随温度升高而降低,在居里温度以上转变为顺磁性。
压力对物质磁性影响
压力效应
磁性分类
根据物质在磁场中的表现,可分为铁 磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性 和抗磁性等。
物质磁性来源
电子自旋磁矩
电子自旋产生的磁矩是物质磁性的主要来源。
电子轨道磁矩
电子绕原子核运动时产生的磁矩,对物质磁性有 贡献但通常较小。
原子核自旋磁矩
原子核自旋产生的磁矩,对物质磁性的贡献极小, 通常可忽略不计。
尔元件等,实现非接触式测量和自动控制。
磁记录材料应用领域
硬盘驱动器
磁记录材料用于制造硬盘驱动器的存储介质,实现数据的长期可 靠存储。
磁带
利用磁记录材料的磁化特性,制造磁带等线性存储设备,用于数 据的备份和归档。
磁卡
磁记录材料用于制造各种磁卡,如信用卡、门禁卡等,实现身份 识别和交易安全。
总结与展望
物质在压力作用下,原子间距减小,电子云重叠增加,导致 交换作用增强,从而影响物质的磁性。
磁学基础
这是因为在低温下,热运动造成
的无序作用很小,内场的作用显 著,原子的本征磁矩趋于平行排
列,此时自发磁化强度趋于饱和。
当温度上升时,热运动的无序作 用加强,自发磁化强度减小,当 温度达到Tc时,自发磁化强度为零,此时物体失去它的铁磁 性,转变成顺磁体。
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2.4.4 铁磁性的主要特征
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15
b) 低温 当温度降低到 导可得:
时,有
通过推
M0称为绝对饱和磁化强度,它等于所有原子磁矩的总和。 饱和磁化强度指在给定温度下可获得的磁化强度的最大值。 上式说明在低温下,只要磁场足够强,原子磁矩可与磁场 方向趋于相同。
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16
2.4.3 反铁磁性
反铁磁性:其磁化率在某一温度存在极大值,该温度称为 奈尔温度TN。当温度T>TN时,其磁化率与温度的关系与 正常顺磁性物质相似,服从居里-外斯定律;当温度T<TN 时,其磁化率不是继续增大,而是降低,并逐渐趋于定值, 这种磁性称为反铁磁性。包括过渡族元素的盐类和化合物 等。
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五种磁性对应于不同的磁结构:抗磁性物质由于是电子的抵抗 磁矩,所以值很小。顺磁性物质和反铁磁性物质由于磁矩混乱 取向和相互抵消,磁化率也很小,因此这三种磁性是弱磁性。 铁磁性物质中磁矩平行取向,磁化率很高。亚铁磁性物质磁矩 虽为反平行排列,但是磁矩不能完全抵消,因而显示较高的磁 化率,故铁磁性和反铁磁性是强磁性。通常所说的磁性材料指 具有铁磁性或亚铁磁性的强磁性材料。
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26
2.4.5 亚铁磁性
亚铁磁性:其宏观磁性与铁磁性相同,仅仅是磁化率低一 些,约为100-103数量级。典型的亚铁磁性物质为铁氧体, 其与铁磁性物质的显著区别在于内部磁结构的不同。 物质的磁性并不是恒定不变得。同一种物质,在不同的环 境下,可以具有不同的磁性。eg:铁磁性物质在居里点温 度以下是铁磁性的,到达居里点温度则转变为顺磁性。
第五章 磁与电磁感应
第五章磁与电磁感应【课题名称】5.1 磁的基本概念【课时安排】1课时(45分钟)【教学目标】1.理解磁体、磁极与磁场的基本概念。
2.会判断载流长直导体与通电螺线管周围磁场的方向。
3.掌握右手螺旋定则,了解其在工程技术中的应用。
【教学重点】重点:判断载流长直导体与通电螺线管周围磁场的方向【教学难点】难点:右手螺旋定则【关键点】掌握右手螺旋定则【教学方法】多媒体演示法、直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法【教具资源】多媒体课件、磁铁【教学过程】一、导入新课教师可利用视频或多媒体演示电磁起重机在起吊钢铁的场景,并设置问题情景:电磁起重机上没有吊钩,却能吊起成吨的钢铁,这是什么原因呢?进而引出本课的学习内容——磁的基本概念。
二、讲授新课教学环节1:磁的基本概念教师活动:教师可展示磁铁实物,利用多媒体课件讲解磁铁具有磁性,磁铁之间有磁场,磁场可用磁感线来描述等内容。
学生活动:学生可每人或两人一组准备一个磁铁,在教师的引导与讲解下,并结合磁铁实物体学习磁极、磁场和磁感线的相关知识。
知识点:1.磁体。
某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
2.磁极。
磁铁两端磁性最强的区域叫磁极。
任何磁铁都有两个磁极,一个叫南极,用S表示;一个叫北极,用N表示。
3.磁场与磁感线。
利用磁感线可以形象地描绘磁场,即在磁场中画出一系列曲线,曲线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。
教学环节2:电流的磁效应教师活动1:教师可利用多媒体展示奥斯特实验,引导学生明白奥斯特利用电产生磁场的实验,激发学生的学习热情。
学生活动1:学生可根据展示的实验,并在教师的引导下,认真分析并理解奥斯特实验。
教师活动2:教师可直观演示或利用多媒体展示通电直导体周围存在磁场的实验,讲解并示范右手螺旋定则。
学生活动2:学生可根据展示的实验,并在教师的指导下,学习用右手螺旋定则判断通电直导体周围存在磁场的方向。
教师活动3:教师可直观演示或利用多媒体展示通电螺线管周围存在磁场的实验,讲解并示范右手螺旋定则。
磁场的基本概念与性质
磁场的基本概念与性质磁场是物质固有的一种物理特性,它是研究磁力学的基础。
本文将介绍磁场的基本概念与性质,并探讨其重要性和应用。
一、磁场的概念磁场是指存在磁力的区域,它是由物质中的磁性粒子(如电子、离子等)所产生的。
磁场可以通过磁感线进行描述,磁感线是表示磁场方向的虚拟线条。
磁感线从北极指向南极,形成一个闭合的回路。
二、磁场的性质1. 磁场的方向与磁力线的方向相同,即磁感线从北极指向南极;2. 磁场的强度可以通过磁力的大小来描述,强度越大,磁力越强;3. 磁场的强度在空间中具有方向性,可以用矢量表示;4. 磁场可以叠加,当多个磁场共存时,它们会相互影响,叠加成一个新的磁场。
三、磁场的重要性磁场在我们的日常生活中起着重要的作用,以下是一些典型的例子:1. 磁性材料的吸附力:磁性材料(如铁、镍等)在存在磁场的情况下具有较强的吸附力,可广泛应用于各个领域,如磁性固定装置、磁性卡扣等。
2. 电动机的工作原理:电动机利用磁场产生的磁力与电流的相互作用,将电能转换为机械能,实现工作效果,广泛应用于交通工具、机械设备等。
3. 磁共振成像:医学领域中的磁共振成像技术利用磁场和电磁波相互作用的原理,通过对人体组织的扫描,可获得高清晰度的影像,并在临床诊断中扮演重要角色。
4. 地球磁场的保护作用:地球拥有一个巨大的磁场,它能够保护地球表面的生物免受太阳风等宇宙辐射的侵害。
四、磁场的应用领域1. 计算机技术:磁场应用于计算机中的硬盘驱动器,实现数据的存储和读取,是计算机性能不可或缺的组成部分。
2. 电磁感应:磁场与导体相互作用产生的电磁感应现象,是发电机、变压器等电力设备的基本原理,为电力工业的发展提供了基础。
3. 磁悬浮交通:磁悬浮技术利用超导磁体产生的强磁场,使列车悬浮在轨道上方,减少了摩擦力,实现了高速、平稳的交通方式。
总结:磁场是物质固有的一种物理特性,通过磁感线来描述。
磁场具有方向性、强度可叠加等特性。
磁场在各个领域具有重要的作用,如磁性材料的吸附力、电动机的工作原理、磁共振成像等。
磁的基本概念
1A / m 10 A / cm 0.4 10 Oe
-2 2
1A / cm 0.4Oe
的单位的推导
B的单位 Wb/m Wb 的单位 H的单位 A/m A m V s s H (亨 / 米) A m m m
B
磁场中所谓某点的磁场强度大小,并不代表该点 的磁场的强弱,代表磁场强弱是磁感应强度.引入磁 场强度,为了便于分析计算.
1.3.4 安培环路定理
• 到现在为止,已经知道电流与磁场强度有密切 的关系.用安培环路定理,解决了它们之间的数 量关系. • 安培环路定理也称全电流定理.
在电流产生的磁场中,矢量H沿任意闭合曲线 的积分等于此闭合曲线所包围的所有电流的代数和, 即
空气的相对导磁率:
0 1
真空中的安培环路定理
路径的积分的值,等于 0 乘以该闭合路径所包围的各
在真空的稳恒磁场中,磁感应强度 B 沿任一闭合
电流的代数和.
n B dl 0 I i l
注意
i 1
电流I 正负的规定: I 与l 成右螺旋时,I 为正; 反之为负.
磁场是电流产生的,而电流总是被磁场所包。 右手定则:
等 磁 位 线
磁场最强处
磁场最强的地方和 磁场最弱的地方?
围绕两根平行载流导体 的磁场,每根导体流过相等 的电流,但方向相反,即一 对连接电源到负载的导线。
空心线圈磁场。每根 导线单个的场在线圈内叠 加产生高度集中和线条流 畅的场。
1.3 磁的单位和电磁基本定律
1.3.5 电磁感应定律
研究方法:实验方法,抓住磁通变 化这个核心问题讨论. 公式表明:单匝线圈匝链的磁通在1 秒内变化1Wb时,线圈端电压为 1V。
C036.磁场的基本概念
二、磁场的基本性质: 磁场的基本性质: 磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用. 磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用. 对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用 对电流只是可能有力的作用, ( 对磁极一定有力的作用 对电流只是可能有力的作用 当电流和磁感线平行时不受磁场力作用) 当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。 1.磁极和磁极之间有磁场力的作用 磁极和磁极之间有磁场力的作用 2.两条平行直导线, 两条平行直导线, 两条平行直导线 当通以相同方向的电流时,它们相互吸引, 当通以相同方向的电流时,它们相互吸引, 当通以相反方向的电流时,它们相互排斥. 当通以相反方向的电流时,它们相互排斥. 3.电流和电流之间,就像磁极和磁极之间一样,也 电流和电流之间, 电流和电流之间 就像磁极和磁极之间一样, 会通过磁场发生相互作用. 会通过磁场发生相互作用. 4.磁体或电流在其周围空间里产生磁场,而磁场对 磁体或电流在其周围空间里产生磁场, 磁体或电流在其周围空间里产生磁场 处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用. 处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用. 5.磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之 磁极和磁极之间、磁极和电流之间、 磁极和磁极之间 间都是通过磁场来传递的. 间都是通过磁场来传递的.
常 见 的 磁 感 应 线
通电直导线周围磁场
通电环形导线周围磁场
地球磁场
五、电流周围的磁感应线 1.直线电流的磁感应线 . 直线电流的磁感线方向用安培定则( 直线电流的磁感线方向用安培定则 ( 也叫右手螺旋定 来判定:用右手握住导线, 则 ) 来判定 : 用右手握住导线 , 让伸直的大拇指所指 的方向跟电流的方向一致, 的方向跟电流的方向一致 , 弯曲的四指所指的方向就 是磁感线的环绕方向. 是磁感线的环绕方向. I 直线电流的磁感应强度 B=k r 2.通电螺线管的磁感线 . 通电螺线管的磁感线方向—也可用安培定则来判定 也可用安培定则来判定: 通电螺线管的磁感线方向 也可用安培定则来判定 用右手握住螺线管. 用右手握住螺线管.让弯曲的四指所指的方向跟电流 的方向一致. 的方向一致.大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感 线的方向.也就是说,大拇指指向通电螺线管的北极 大拇指指向通电螺线管的北极. 线的方向.也就是说 大拇指指向通电螺线管的北极. 通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似. 通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似
磁场的基本概念
磁场的叠加原理
若干个电流附近的磁场的磁感应强度是由这几个电 流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠 加而成的,这就是磁场的叠加原理。
由于磁感应强度是矢量,所以在计算磁感应强度时, 与力的计算方法相同,可利用平行四边形定则或正交 分解法进行合成与分解。
4. 磁感应线
规定
B
①磁感应线上各点切线方向就
是该点的磁感应强度的方向。
② 用磁感应线的疏密程度表示磁感应强度的大小。
几种典型的磁场
地磁场
赤道:平行地面 由南指北
北半球:有平行 地面由南指北的 水平分量,竖直 向下的分量
B北半球
B赤道
直线电流周围磁场
磁感线为以导线上 的各点为圆心的同心 圆,且在跟导线垂直 的平面上
安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所 指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方 向就是磁感线的环绕方向。
(右手螺旋定则)
环形电流周围磁场
环形电流的磁 场可等效为小磁 针或条形磁铁
安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一 致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴 线上磁感线的方向。
通电螺旋管周围磁场
等效
安培定则: 用右手握住螺旋管,让弯曲的四指所指的方向 跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋 管内部磁感线的方向。 (大拇指指向螺旋管北极)
(2)理论解释:安培分子电流假说—磁的根源
安培1822年提出磁性起源的假设:一切磁性皆起源于内 部电流--分子电流
N
S
IS
分子电流 (园电流)
无外场
有外场
磁性来源于电流(运动电荷)
电流有磁效应
(3)磁场
磁体或电流 (运动电荷)
激发
磁的基本概念ppt课件
掌握单位的物理意义,由于电磁学的单位经常用 科学家的名字命名的因此不容易记忆与换算, 如韦伯、奥斯特、特斯拉、高斯、亨利和安培等;
学会联想学习,与电路的概念,力学的概念, 能量等进行联想学习,因为我们已经有很好 的物理基础(力学,电学两大门类);
始终以变化的概念对待磁的问题,不变就没有 工程应用价值,即始终不忘记频率这个参数。
3 磁与电之间的关系服从两个基本定律: 全电流定律(安培环路定律)——沿闭合
回路磁场强度的线积分等于闭合回路包围 的电流的代数和。
• 电磁感应定律(法拉第定律和楞次定律)——
一个线圈包围的磁通发生变化时,在线圈端产 生感应电势,感应电势如果产生感应电流,此 电流产生的磁场阻止线圈包围的磁通变化。
径的积分的值,等于 乘 以0 该闭合路径所包围的各电流
的代数和.
n
Bdl l
0
Ii
i1
注意
电流I 正负的规定: I 与l 成右螺旋时,I 为正;
反之为负.
1.3.5 电磁感应定律
研究方法:实验方法,抓住磁通变 化这个核心问题讨论.
公式表明:单匝线圈匝链的磁通在1 秒内变化1Wb时,线圈端电压 为1V。
m 4π Oe 1Gs 104T
1Oe 100 A / m 0.4
1Gs10 T 0
1 Gs Oe
10 4 04.4
100
4 10 7 H
/ cm
1Oe 100A/m
0.4
0
Gs 104 0.4
1 Oe 100
4 107 H / m
空气的相对导磁率: 0 1
真空中的安培环路定理
在真空的稳恒磁场中,磁感应强度 B沿任一闭合路
.
磁路的基本概念和基本定律
磁路的基本概念和基本定律在很多电工设备(象变压器、电机、电磁铁等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题,这一章,我们就学习磁的相关知识。
一、磁铁及其性质:人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性,把具有磁性的物体叫做磁体(磁铁)。
磁体两端磁性最强的区域叫磁极。
任何磁体都具有两个磁极,而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极,也就是说,N极和S极总是成对出现的。
与电荷间的相互作用力相似,磁极间也存在相互的作用力,且同极性相互排斥,异极性相互吸引。
1.1磁场与磁感应线磁铁周围和电流周围都存在磁场。
磁场具有力和能的特征。
磁感应线能形象地描述磁场。
它们是互不交叉的闭合曲线,在磁体外部有N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,磁感应线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。
1.2描述磁场的物理量:磁感应强度B:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力F与电流I和导线有效长度L的乘积IL的比值即为该处的磁感应强度,即B=F/IL,单位:特斯拉。
磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量,它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。
磁通∮:磁感应强度B和与它垂直方向的某一截面积S的乘积,称为通过该面积的磁通,即∮=BS,由上式可知,磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通,故又称为磁通密度,单位是伏.秒,通常称为“韦”。
磁通∮是描述磁场在空间分布的物理量。
磁导率u是说明媒体介质导磁性能的物理量。
1.3定则电流与其产生磁场的方向可用安培定则(又称右手螺旋法则)来判断。
安培定则既适用于判断电流产生的磁场方向,也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。
1.直线电流产生的磁场,以右手拇指的指向表示电流方向,弯曲四指的指向即为磁场方向。
2.环形电流产生的磁场:以右手弯曲的四指表示电流方向,拇指所指的方向即为磁场方向。
3.通电导体在磁场内的受力方向,用左手定则来判断。
第12讲 磁场基本概念
第12讲磁场基本概念一、磁场:1、定义:存在于磁体和电流周围的一种特殊物质.2、基本性质:对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
说明:对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用。
3、方向的确定:①小磁针:(规定)小磁针在磁场中某点N极的受力方向(或小磁针静止时N极的指向)为该点的磁场方向。
②由磁感线的方向确定。
③由磁感应强度的方向确定.4、安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。
5、要熟记常见的几种磁场的磁感线:地球磁场通电直导线周围磁场通电环行6、磁感应强度:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量(1)磁感应强度的定义:在磁场中,垂直于磁场方向的通电导线,受到的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值,叫做通电导线所在处磁场的磁感应强度。
即B=F/ILB是描述磁场的力的性质的物理量,与F、I、L无关.它是由磁场本身性质及空间位置决定(2)磁感应强度是矢量,其方向就是该处磁场的方向;注意:它的方向并非安培力的方向。
(3)单位:特斯拉,简称特,代表符号是T.1T=1N/A·m 1T=1N/(A∙m)=1kg/(A∙s2)(4)匀强磁场:①磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同;②匀强磁场的磁感线是疏密均匀、互相平行的直线;③距离很近的两个异名磁极之间,通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)都可认为是匀强磁场。
【例1】如图所示,正四棱柱的中心轴线OO’处有一无限长的载流直导线,对该电流的磁场,下列说法中正确的是()A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上,从a到b,磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大d ab c 【例2】实验室有一个旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法分辨正负极.某同学设计了下面的判断电源两极的方法.在桌面上放一个小磁针,在小磁针东面放一个螺线管,如图所示,闭合开关后,小磁针指南的一端向东偏转.下述判断正确的是( )A .电源A 端是正极,在电源内电流由A 流向BB .电源B 端是正极,在电源内电流由A 流向BC .电源A 端是正极,在电源内电流由B 流向AD .电源B 端是正极,在电源内电流由B 流向A【例3】如右图所示,一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方时,磁针的N 极向纸外偏转。
磁场的基本概念
地球磁场
五、电流周围的磁感应线
1.直线电流的磁感应线
直线电流的磁感线方向用安培定则(也叫右手螺旋定
则)来判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指 的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就 是磁感线的环绕方向.
直线电流的磁感应强度 B k I
2.通电螺线管的磁感线
r
通电螺线管的磁感线方向—也可用安培定则来判定: 用右手握住螺线管.让弯曲的四指所指的方向跟电流 的方向一致.大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感 线的方向.也就是说,大拇指指向通电螺线管的北极.
2.磁感线上各点的切线方向就是这点的磁场的方向. 也 就是这点的磁感应强度的方向.
3.磁感线的密疏表示磁场的大小.在同一个磁场的磁 感线分布图上,磁感线越密的地方,表示那里的磁感 应强度越大.
4.磁感线都是闭合曲线,磁场中的磁感线不相交.
常 见 的 磁 感 应 通电直导线周围磁场 线
通电环形导线周围磁场
磁场的基本概念
一、磁场的基本概念 二、磁场的基本性质: 三、磁感应强度 四、磁感线
常见的磁感应线 五、电流周围的磁感应线 六、磁通量
2007年上海卷1A
2007年上海卷7
07年苏锡常镇四市一模11
一、磁场的基本概念
1.磁体的周围存在磁场,
2.电流的周围也存在磁场, 3.变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。
4.磁场和电场一样,也是一种特殊物质.
5.磁场不仅对磁极产生力的作用, 对电流也产生力 的作用. 6.磁场的方向——在磁场中的任一点,小磁针北极受 力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就 是那一点的磁场方向. 7.磁现象的电本质磁铁的磁场和电流的磁场一样,都 是由电荷的运动产生的.
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磁的基本概念
磁性是某些物质的特殊的物理性能,中国人最早利用这一性质发明了指南针。
从19世纪到20世纪初,麦克司韦、楞次、法拉第和安培等科学家建立了电磁场理论和电磁基本定律,奠定了现代电磁科学发展基础。
在工程上,主要是应用电磁的两个基本定律-全电流定律和电磁感应定律。
由于推演方法的不同,电磁计量存在两种不同的计量单位制-国际单位制(SI制,或有理化单位制或MKS制,即米-千克-秒制)和实用单位制(或非有理化单位制,CGS制,即厘米-克-秒制)。
英美通常应用CGS制,而我国使用MKS制。
1.1磁的基本现象
自然界中有一类物质,如铁,镍和钴,在一定的情况下能相互吸引,这种性质我们称它们具有磁性。
使他们具有磁性的过程称之为磁化。
能够被磁化或能被磁性物质吸引的物质叫做磁性物质或磁介质。
能保持磁性的磁性物质称为永久磁铁。
磁铁两端磁性最强的区域称为磁极。
将棒状磁铁悬挂起来,磁铁的一端会指向南方,另一头则指向北方。
指向南方的一端叫做南极S,指向北方的一端叫做北极N。
如果将一个磁铁一分为二,则生成两个各自具有南极和北极的新的磁铁。
南极或北极不能单独存在。
如果将两个磁极靠近,在两个磁极之间产生作用力-同性相斥和异性相吸。
磁极之间的作用力是在磁极周围空间转递的,这里存在着磁力作用的特殊物质,我们称之为磁场。
磁场与物体的万有引力场,电荷的电场一样,都具有一定的能量。
但磁场还具有本身的特性:
(1)磁场对载流导体或运动电荷表现作用力;
(2)载流导体在磁场中运动时要做功。
为形象化描述磁场,把小磁针放在磁铁附近,在磁力的作用下,小磁针排列成图1-1(a)所示的形状。
从磁铁的N极到S极小磁针排成一条光滑的曲线,此曲线称为磁力线(图1-1(b)),或称为磁感应线,或磁通线。
我们把N极指向S极方向定义为力线具正方向。
磁力线在磁铁的外部和内部都是连续的,是一个闭合曲线。
曲线每一点的切线方向就是磁场方向。
在磁铁内部是S极指向N极。
以下用磁力线方向代表磁场正方向。
力线的多少代表磁场的强弱,例如在磁极的附近,力线密集,就表示这里磁场很强;在两个磁极的中心面附近力线很稀疏,表示这里磁场很弱(图1-1(c))。
但是,应当注意,磁场中并不真正存在这些实在的线条,也没有什么物理量在这些线条中流动,只是在概念上形象地说明磁现象。
(a)(b)
图 1-1 永久磁铁的磁场。