磁与电磁感应
科普看懂电的磁效应和电磁感应
科普看懂电的磁效应和电磁感应电的磁效应和电磁感应是物理学中非常重要的概念,它们是电磁学的基础。
本文将科普电的磁效应和电磁感应的相关知识,帮助读者更好地理解和应用这两个概念。
一、电的磁效应电的磁效应是指在电流通过导线时,周围会产生磁场的现象。
根据安培定律,电流元素在空间中产生的磁感应强度与电流元素、导线间距离的乘积成正比,并与电流元素与感应点的夹角的正弦有关。
这个定律可以用数学公式来表示:B = μ₀ * (i * dl * sinθ) / (4π * r²)其中,B表示磁感应强度,μ₀表示真空中的磁导率,i表示电流大小,dl表示电流元素的长度,θ表示电流元素与感应点的夹角,r表示感应点到电流元素的距离。
电的磁效应在日常生活中有许多应用,例如电磁铁。
电磁铁由线圈和铁芯组成,当通过线圈的电流通电时,线圈产生的磁场将吸引铁芯,而使之具有磁性。
这种原理在电磁吸盘、电磁马达等设备中也得到了应用。
二、电磁感应电磁感应是指磁场变化时会在导体中产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化速率与感应电动势成正比。
这个定律可以用数学公式来表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ/dt表示磁通量的变化率。
通过电磁感应可以实现电能与其他形式的能量的转换。
例如,发电机利用磁场与线圈之间的相对运动而将机械能转化为电能。
而变压器则利用电磁感应原理实现了电能的升降压转换。
电磁感应也有一些重要的应用,如自感和互感。
自感是当导体中的电流发生变化时,这个导体本身的磁场发生变化,产生自感电动势。
而互感指两个或多个导体之间的磁通量的相互影响,由此产生互感电动势。
这些原理在电子电路、通信等领域中都得到了广泛应用。
三、电的磁效应和电磁感应的关系电的磁效应和电磁感应是密切相关的,它们可以相互转化。
根据电磁感应的原理,当导体中的电流发生变化时,会产生磁场的变化,从而引起感应电动势。
而根据电的磁效应的原理,通过导线的电流可以产生磁场。
磁感应强度与电磁感应
磁感应强度与电磁感应磁感应强度与电磁感应是物理学中两个重要的概念,它们之间存在着密切的联系与相互影响。
本文将围绕这两个主题展开,依次介绍磁感应强度以及电磁感应的基本概念、原理与相关应用。
1. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强度的物理量,通常用符号B表示。
在磁场中,磁感应强度的大小和方向决定了物体受到的磁力大小和方向。
磁感应强度的单位为特斯拉(T)。
磁感应强度的计算可以利用安培环路定理和法拉第定律等相关的物理原理。
对于无限长直导线产生的磁场,安培环路定理可以表达为:磁感应强度乘以环路的长度等于导线的电流乘以导线与环路之间的夹角的余弦值。
而对于电流变化产生的磁场,法拉第定律可以用来计算磁感应强度的变化。
磁感应强度的方向则遵循右手定则。
磁感应强度的应用非常广泛,例如在电动机、发电机、电磁铁等各种电磁设备中都涉及到了磁感应强度的计算和控制。
2. 电磁感应电磁感应是指当磁通量发生变化时,在电路中会产生感应电动势,导致电流的产生。
这是由法拉第的电磁感应定律给出的。
按照法拉第的电磁感应定律,当一个线圈或导线突然进入、退出一个磁场时,线圈中就会产生感应电流。
这个感应电流的大小和方向与磁通量的变化率相关。
同时,根据楞次定律,感应电流的方向会使得产生它的磁通量发生变化的原因减弱。
这种现象称为自感,是电磁感应的一个重要特性。
电磁感应在生活中也有很多应用,例如变压器、感应电动机等都是基于电磁感应原理而设计的。
3. 磁感应强度与电磁感应的关系磁感应强度和电磁感应之间存在着密不可分的关系。
根据法拉第的电磁感应定律,感应电动势的大小与磁感应强度的变化率成正比。
也就是说,如果磁感应强度的变化速度越快,感应电动势就会越大。
此外,当导线的长度、磁场的强度以及导线与磁场的夹角等条件给定时,根据安培环路定理可以计算出磁感应强度的大小。
因此,通过改变磁场强度或者调整导线的位置和方向,可以控制电磁感应的大小。
4. 电磁感应的应用借助电磁感应的原理,我们可以实现一些非常实用的应用。
磁感应强度与电磁感应定律
磁感应强度与电磁感应定律磁感应强度是物理学中的一个重要概念,它与电磁感应定律密切相关。
在本文中,我们将探讨磁感应强度的概念、计算方法以及电磁感应定律的应用。
一、磁感应强度的概念与计算方法磁感应强度指的是在某一点处磁场的强度。
用符号B表示,单位为特斯拉(T)。
在一个恒定磁场中,磁感应强度可以被计算为:B = μ0 * H,其中μ0是真空中的磁导率,H是磁场的磁场强度。
磁感应强度的计算方法根据不同的情况有所不同。
当磁场是均匀的时候,我们可以使用公式B = μ0 * (N * I) / l来计算磁感应强度,其中N是线圈的匝数,I是线圈中的电流,l是线圈的有效长度。
这个公式适用于螺线管、长直导线等情况。
当磁场不是均匀的时候,我们可以通过积分计算磁感应强度。
具体而言,我们可以将磁感应强度视为有无数个微小的磁感应元素的叠加。
通过对每个微小磁感元素的贡献进行积分,最终可以得到磁感应强度的分布情况。
二、电磁感应定律的应用电磁感应定律是指当导体内有磁通发生变化时,就会在导体两端产生感应电动势。
电磁感应定律的数学表达式为:ε = -dΦ / dt,其中ε是感应电动势,Φ是磁通的变化。
电磁感应定律在我们的生活中有广泛的应用。
最常见的例子是发电机的工作原理。
发电机通过转动磁场,使得导线在磁场中运动,从而产生感应电动势。
这个电动势可以驱动电流的产生,从而实现发电。
另一个应用是变压器的工作原理。
变压器中,交流电产生的磁场会使得次级线圈中产生感应电动势。
通过调整初级线圈和次级线圈的匝数比例,我们可以实现电压的升降。
此外,磁感应强度和电磁感应定律也与电磁感应产生的电磁感应电流有关。
当电荷在磁场中运动时,磁感应强度会对其产生力矩。
这一原理广泛应用于电机的工作原理,电机中的电流在磁场中运动,从而产生力矩,推动电机的转动。
总之,磁感应强度与电磁感应定律是电磁学中非常重要的概念与定律。
通过学习和理解它们,我们能够更好地理解和应用磁场与电场的相互作用,进一步推动科技的发展。
磁与电磁
2.常见电感器外形和电路符号
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电感器
可变电感器
常见电感器外形图 电感器电路符号
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3.2 电感
3.2.1电感器
1.空心电感线圈:绕在非铁磁材料骨架上的线圈,称为空心电感线圈,常见的 空心电感线圈如图3.7所示。
图3.7 常见空心电感线圈
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3.2 电感
3.2.1电感器
2.铁心电感线圈:在空心线圈内放置铁磁材料制作成的铁心,称为铁心电感线 圈,常见的铁心电感线圈如图3.8所示。
2.磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强的地方 叫磁极。任何磁体都有一对磁极,一个叫 南极,用S表示;另一个叫北极,用N表示 ,如右图所示。N极和S极总是成对出现并 且强度相等,不存在独立的N极和S极。
4
磁场
当用一个条形磁铁靠近一个悬挂的小磁针(或条形磁铁)时,如 图所示。我们发现:当条形磁铁的N极靠近小磁针的N极时,小磁针 N极一端马上被排斥;当条形磁铁的N极靠近小磁针的S极时,小磁 针S极一端立刻被条形磁铁吸引。
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2.1 磁场
2.1.5磁通量
1.磁通量:穿过磁场中的某一截面的磁感线的数量,称为穿过这个 截面的磁通量,简称磁通,用Φ表示,单位是Wb(韦[伯])。 2. 磁通量的表达式:
Байду номын сангаас
Φ=BA
(2.2)
图2.6 磁通量
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2.1 磁场
2.1.6磁场对通电直导线的作用
1.安培定律 安培力:通电直导线在磁场中受力,如图2.7所示。
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2.1 磁场
2.1.4安培定则
1.安培定则(右手螺旋定则):通电长直导体在其周围产生磁场,它的磁 感线方向与电流方向之间的关系,可以用安培定则判断。 2.安培定则的内容:右手握住导体,伸直拇指,拇指所指的方向表示电流 的方向,弯曲的四指的方向表示磁感线方向。
磁感应和电磁感应
磁感应和电磁感应磁感应和电磁感应是电磁学的重要内容,它们描述了磁场与电流、电荷之间的相互作用过程和现象。
在本文中,我们将深入探讨磁感应和电磁感应的基本原理、应用以及相关概念。
一、磁感应磁感应是指物体在磁场中受到的磁力作用。
根据安培定律,电流会产生磁场,而磁场的存在又会对电流产生力的作用。
1. 磁感应的原理当电流通过导线时,会在导线周围产生磁场。
该磁场的强弱与电流的大小成正比,与导线形状和材料有关。
一般来说,电流越大,磁场越强。
2. 磁感应的应用磁感应在现实生活和科技应用中发挥着重要作用。
例如,电动机和发电机就是利用磁感应原理来转换电能和机械能的。
磁感应也广泛应用于磁力计、磁共振成像等领域。
二、电磁感应电磁感应是指通过磁场变化引起的电场变化,进而引发电流产生的现象。
法拉第(Faraday)发现了电磁感应的规律,也就是法拉第电磁感应定律。
1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律表明,当一个闭合线圈或弯曲导线的磁通量发生变化时,闭合线圈或弯曲导线内将会产生感应电流。
感应电流的方向和大小受到磁通量变化率的影响。
2. 电磁感应的应用电磁感应在现代科学和工程中有着广泛应用。
电磁感应技术被应用于变压器、感应电动机、发电机等设备中。
此外,电磁感应也用于无线电通信、电磁波传播等领域。
三、相互关系和共同应用磁感应和电磁感应密切相关,它们互相影响并共同应用。
1. 电磁感应的磁场根据法拉第电磁感应定律,变化的磁场可以引起感应电流。
因此,电磁感应是磁感应的一种特殊情况。
2. 电磁感应的电磁辐射电磁感应也可以通过电磁波的辐射方式传播。
当一个变化的电场和磁场同时存在时,它们相互作用产生的波动称为电磁波。
无线电、微波、可见光都是电磁波的一种。
结语磁感应和电磁感应是电磁学重要的基础概念。
磁感应描述了磁场与电流之间的相互作用,而电磁感应描述了磁场和电场相互作用引发的电流现象。
它们不仅在理论物理学中有重要应用,也广泛应用于现实生活和工业技术中。
磁学磁场与电磁感应公式推导
磁学磁场与电磁感应公式推导在物理学中,磁学磁场与电磁感应是两个重要的概念,它们之间存在着密切的关联。
本文旨在推导磁学磁场与电磁感应的公式,以帮助读者更好地理解这两个概念之间的关系。
一、磁场的引入与基本特性磁场是由具有磁性的物体或电流所产生的一种物理现象。
我们可以通过引入一个磁标量场来描述磁场的属性。
设磁标量场为B(x),其中x 表示空间中的一个点,B(x)表示该点处的磁标量场强度。
二、磁场的基本规律1. 安培环路定理在电磁学中,安培环路定理是描述磁场的基本规律之一。
它表明,通过一个闭合回路的磁场线积分等于该回路所围面积上的总电流。
数学表达式为:∮B⋅dℓ = μ₀I其中,B表示磁标量场的切向分量,dℓ表示回路上的无穷小元素,I表示该回路上的电流,μ₀为真空中的磁导率。
2. 毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔定律是描述磁场的另一个基本规律。
它表明,任何通过一点的电流元素所产生的磁场在该点的磁标量场强度与电流元素的向量积成正比,与两者之间的距离的平方成反比。
数学表达式为:dB = (μ₀/4π) * (I * dl × r) / r³其中,dB表示该点处的磁标量场强度的变化量,I表示电流元素的大小,dl表示电流元素的方向,r表示该点到电流元素的距离。
三、电磁感应公式的推导电磁感应是指通过磁场的变化而产生的感应电动势的现象。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小等于磁通量的变化率。
推导过程如下:设一个闭合线圈的磁通量为Φ(t),其相关联的磁标量场强度为B(t)。
那么根据安培环路定理,可得到以下公式:∮B⋅dℓ = μ₀I (1)现在假设磁通量Φ(t)随时间的变化率为dΦ(t)/dt,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E(t)等于磁通量变化率的负值,即:E(t) = -dΦ(t)/dt (2)根据斯托克试验的结果,可以得出以下结论:E(t) = -∮E⋅dℓ (3)将公式(1)代入公式(3)中,可得:-∮E⋅dℓ = ∮B⋅dℓ = μ₀I由于上述等式中涉及的线圈都是闭合的,因此可以消去积分符号。
磁力与电磁感应知识点总结
磁力与电磁感应知识点总结磁力是一种基本的物理现象,主要由磁场引发。
电磁感应则是指通过磁场与电流的相互作用产生的一系列现象。
磁力与电磁感应是物理学中重要的概念,本文将对其进行总结。
一、磁力1. 磁场和磁力线磁场是磁力的作用范围,通常用磁力线来表示。
磁力线是呈环状的曲线,表示磁力的方向和大小。
磁力线从北极延伸到南极,并且不会相交。
2. 磁铁与磁场磁铁有两个极性,分别是北极和南极。
相同极性的磁铁互相排斥,不同极性的磁铁互相吸引。
磁铁产生的磁场是由其南北极之间形成的。
3. 安培力安培力是电流在磁场中受到的作用力。
当电流通过一定长度的导线时,就会在其周围产生磁场,而这个磁场会与外部磁场相互作用,产生安培力。
4. 洛伦兹力洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力。
当带电粒子以速度v运动时,如果它同时存在于磁场中,就会受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的大小与电荷的大小、速度以及磁场的强度有关。
二、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律。
根据这个定律,当磁通量发生变化时,电磁感应电动势就会产生。
电磁感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
2. 涡旋电场当磁场的变化引起电磁感应时,会在空间中产生一个涡旋电场。
涡旋电场沿着磁场线闭合,垂直于磁场方向。
涡旋电场的存在是电磁感应的重要表现。
3. 感应电动势感应电动势是由电磁感应引起的电势差。
当导体与磁场相对运动时,导体中就会产生感应电动势,从而驱动电子流动。
感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
4. 增加感应电动势的方法增加感应电动势的方法包括:增加导线与磁场的相对运动速度、增大磁场的强度、增加导线的长度以及改变导线与磁场的相对位置等。
总结:磁力和电磁感应是物理学中重要的概念和现象。
磁力是由磁场引发的作用力,磁铁和电流都可以产生磁场,而洛伦兹力和安培力是与磁场相互作用的力。
电磁感应是通过磁场和电流的相互作用产生的一系列现象,涉及到法拉第电磁感应定律、涡旋电场、感应电动势等。
电流的磁效应与电磁感应现象
电流的磁效应与电磁感应现象电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中重要的基础概念,本文将对这两个概念进行详细的介绍和解释。
一、电流的磁效应电流的磁效应是指电流通过导体时产生的磁场现象。
根据安培环路定理,电流在导体周围产生一个环绕导体的磁场。
这个磁场的方向可以通过右手定则确定,即将右手的四指沿着电流方向指向导体,此时伸直的大拇指的方向就是磁场的方向。
电流的磁效应有着广泛的应用,例如电动机、发电机等,这些设备都是基于电流的磁效应原理工作的。
二、电磁感应现象电磁感应现象是指磁场变化时,周围导体中产生感应电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的磁通量变化时,导体中就会产生感应电流。
感应电流的方向可以通过楞次定律确定,即感应电流的方向总是阻碍磁场变化的。
电磁感应现象在许多电器设备中都有重要应用。
例如变压器、发电机等,这些设备都是基于电磁感应现象构建的。
三、电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律,电磁感应电动势的大小和方向等于磁通量变化率的负值。
这一定律可以用数学公式表示为:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势,dΦ表示磁通量的变化量,dt表示时间的变化量。
电磁感应定律是研究电磁感应现象的基础,通过该定律可以定量地描述磁场变化时感应电动势的大小和方向。
四、应用举例1. 电感电感是利用电流的磁效应产生感应电动势的元件。
当电流通过电感线圈时,会在线圈周围产生磁场,而磁场的变化又会在线圈中产生感应电动势。
电感在电路中的应用十分广泛,如滤波器、变压器等。
2. 电磁感应线圈电磁感应线圈是利用电磁感应现象将机械能转化为电能或者电能转化为机械能的装置。
例如发电机,它利用磁场的旋转和导线线圈中电流的感应产生电能。
3. 电磁铁电磁铁是利用电流的磁效应产生磁力的装置。
当电流通过导线圈绕制的铁芯时,可以使铁芯产生磁力,从而实现吸附和释放物体的功能。
电磁铁在电磁吸盘、电磁推动器等方面有着广泛的应用。
结论电流的磁效应和电磁感应现象是电磁学中的重要概念。
高中物理学习中的磁学与电磁感应
高中物理学习中的磁学与电磁感应磁学和电磁感应是高中物理学习中的两个重要部分,它们涉及到磁场、电磁感应等方面的知识。
本文将介绍磁学和电磁感应的基本概念以及应用,同时讨论它们在高中物理学习中的重要性。
1. 磁学基础知识磁学是研究磁场及其相互作用的学科。
首先我们来看一下磁场的概念。
磁场是指在空间中存在的物质所产生的一种特殊力场,它具有磁感线和磁场强度的概念。
磁感线是用来表示磁场方向的线条,其方向从磁南极指向磁北极。
磁感线的密度越大,表示磁场强度越大。
磁场强度是一个比较重要的物理量,记作B,在SI制中的单位是特斯拉(T)。
在磁学中,还有一个重要的概念是磁感应强度。
它是指单位面积上的磁感线密度,记作B。
磁感应强度与磁场强度之间有如下关系:B=μ0B,其中μ0是磁导率。
2. 电磁感应的基本原理电磁感应是磁场与导体相互作用所产生的现象。
它是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪中期发现的。
电磁感应的基本原理可以总结为法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律描述了一个导体中产生感应电动势的情况。
根据定律,当导体相对于磁场发生运动时,导体中就会产生感应电动势。
感应电动势的大小与导体运动速度、磁场强度以及导体和磁场之间的夹角有关。
楞次定律描述了感应电动势产生的方向。
根据定律,感应电动势的方向总是使得感应电流产生的磁场方向与变化的磁场方向相反。
这个定律是为了满足能量守恒和动量守恒的原理。
3. 磁学和电磁感应的应用磁学和电磁感应在实际生活和技术应用中有着广泛的应用。
首先,磁学在电动机和发电机中起着重要作用。
电动机的原理就是利用电流与磁场相互作用产生力矩,使得电动机能够将电能转化为机械能。
而发电机的原理则是通过机械能使导体与磁场相互作用产生感应电动势,将机械能转化为电能。
其次,磁学在磁存储技术中也有着重要应用。
磁存储技术是指利用磁场来存储和读取数据的技术。
常见的应用包括硬盘、软盘和磁带等。
电磁感应也广泛应用于变压器和感应炉等技术中。
磁场与电磁感应知识点总结
磁场与电磁感应知识点总结磁场和电磁感应是物理学中重要的概念和理论,对于理解电磁现象以及应用于许多实际生活中的技术具有重要意义。
本文将对磁场和电磁感应的相关知识进行总结。
一、磁场的基本概念磁场是指周围的空间中存在磁力的区域,可以通过磁力线来表示。
磁力线是表示磁力分布的图形,沿磁力线的方向,指示了磁力的方向。
磁力线的密度越大,表示磁场强度越大。
当两根平行导线的电流方向相同时,两个导线之间会产生吸引力。
而当两根平行导线的电流方向相反时,两个导线之间会产生斥力。
基于这个原理,我们可以推导出洛伦兹力的概念。
二、洛伦兹力洛伦兹力是指电流在磁场中受到的力。
当电流通过导线时,会产生磁场,而这个磁场会与外部的磁场相互作用,从而产生力。
洛伦兹力的大小和方向由电流的大小、磁场的大小和方向以及导线的长度和方向所决定。
洛伦兹力的方向垂直于电流方向和磁场的方向,符合右手定则。
洛伦兹力是电机和电流计等电磁设备的基础。
三、安培环路定理安培环路定理是电磁感应的基本定律之一。
该定理说明了电流所形成的磁场沿闭合回路的积分等于闭合回路所包围的电流的代数和的数量。
根据安培环路定理,我们可以计算闭合回路中的总电流。
这个定理对于理解电动势和电感储能等概念非常重要。
四、电磁感应电磁感应是指通过磁场的变化产生的感应电动势。
当磁场的磁通量发生变化时,就会在导线中产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向由磁场变化的速率和导线的长度和方向决定。
根据法拉第定律,磁场变化的快慢对于感应电动势的大小具有重要影响。
根据楞次定律,感应电动势的方向总是使得磁场变化的影响减弱。
五、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述感应电动势的定律,该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年提出。
根据该定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体两端会产生感应电动势。
这个电动势的大小和方向由磁通量变化的速率和导体的路径决定。
法拉第电磁感应定律在电力发电、电感耦合和电动机等领域具有广泛应用。
磁感应强度和电磁感应的原理
磁感应强度和电磁感应的原理磁感应强度(磁场强度)和电磁感应是磁学和电磁学中重要的概念,它们之间存在密切的联系和相互作用。
在本文中,我们将详细探讨磁感应强度的概念、计算方法以及与电磁感应的原理之间的关联。
一、磁感应强度的概念和计算方法磁感应强度是磁场对物体产生的力的大小,它表示磁场的大小和方向。
磁感应强度的计量单位是特斯拉(Tesla),常用符号为B。
磁感应强度的大小与磁场线的密度有关,即单位面积上通过的磁场线的个数。
磁感应强度可由以下公式计算得出:B = μ0 * H其中,B为磁感应强度,μ0为真空中的磁导率,其值约为4π ×10^(-7) 特斯拉·米/安培,H为磁场强度。
二、电磁感应的原理电磁感应是指在变化的磁场中产生电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化穿过闭合电路时,闭合电路中就会产生感应电动势,进而产生感应电流。
法拉第电磁感应定律的数学表达式如下:E = - dφ/dt其中,E为感应电动势,dφ/dt为磁通量的变化率。
根据此定律,当磁场的变化速率较大时,感应电动势和电流的大小也会增加。
电磁感应的基本原理是通过磁场的变化来产生电场,进而引发感应电动势和电流。
这一原理在许多实际应用中都有重要的作用,如发电机、变压器等。
三、磁感应强度与电磁感应的关联磁感应强度和电磁感应密切相关。
在电磁感应过程中,磁感应强度决定了感应电动势的大小。
根据法拉第电磁感应定律,当磁感应强度的变化率较大时,感应电动势和电流也会增大。
另一方面,电磁感应也可以用于测量磁感应强度。
根据法拉第电磁感应定律,当一个导体移动穿过磁场时,感应电动势和电流的大小与磁感应强度相关。
因此,通过测量感应电动势和电流的大小,我们可以间接得出磁感应强度的值。
总结起来,磁感应强度和电磁感应是磁学和电磁学中重要的概念。
磁感应强度表示磁场的大小和方向,可以通过磁场的作用力进行计算。
而电磁感应是指在变化的磁场中产生电流的现象,其基本原理是通过磁场的变化来引发感应电动势和电流。
磁场与电磁感应
磁场与电磁感应磁场与电磁感应是物理学中非常重要的概念,它们在电磁学和电动力学等领域起着至关重要的作用。
本文将介绍磁场和电磁感应的基本概念、相互关系以及其在实际应用中的重要性。
一、磁场的基本概念磁场是指存在于空间中的一种物理场,它是由电流、磁铁或者电荷运动所产生的。
磁场的基本单位是特斯拉(T),用于表示磁场的强度。
磁场在空间中呈现出磁感线,沿着磁感线的方向,磁感强度逐渐减小。
磁极则是指具有磁性的物体中的两个极端。
磁极具有正负之分,北极和南极相互吸引,而同极则相互排斥。
二、电磁感应的基本概念电磁感应是指磁场的变化可以引发电场的变化,从而产生电流的现象。
电磁感应现象是由法拉第所发现的,其基本原理就是磁感线穿过一个导体环路时,会在导体中产生感应电流。
电磁感应的基本原理可以用法拉第电磁感应定律来描述,定律表明,当导体中的磁通量发生变化时,感应电动势就会产生。
电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
三、磁场与电磁感应的相互关系磁场和电磁感应之间存在着密切的相互关系。
磁场可以引发电磁感应,而电磁感应也可以产生磁场。
当磁场发生变化时,就会在空间中产生电场和电磁感应。
同样地,当电流在导线中流动时,也会产生磁场。
四、磁场与电磁感应的应用磁场与电磁感应在现实生活中有着广泛的应用。
以下是其中几个重要的应用领域。
1. 电动机:电动机是利用电流在磁场中的相互作用产生转矩的装置。
电动机在工业生产、交通运输和家用电器等方面起着至关重要的作用。
2. 发电机:发电机是利用电磁感应产生电流的设备。
通过旋转磁场和导线之间的相互作用,发电机可以将机械能转化为电能,供人们使用。
3. 变压器:变压器是利用电磁感应原理将电能传输到特定位置的装置。
变压器通过改变电流的大小来调整电压的值,以满足不同电器设备对电压的需求。
4. 电磁感应用于物理仪器:许多物理仪器使用电磁感应原理进行测量和实验。
例如,霍尔效应仪器利用电磁感应来测量磁场的强度,感应电流产生的磁场可用于医学成像。
磁场与电磁感应
磁场与电磁感应磁场和电磁感应是电磁学中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关联。
本文将对磁场和电磁感应进行详细的阐述,以及它们在日常生活中的应用。
一、磁场的概念和性质磁场是指物体周围具有磁力作用的区域。
磁场可用磁力线来表示,磁力线的方向是磁力的方向。
磁场有确定的方向,可以通过磁针来观察和测量。
磁场的强弱可以用磁感应强度来表示,单位是特斯拉(T)。
二、电磁感应的原理电磁感应是指导体中的电荷在磁场中产生感应电流或感应电动势的现象。
当导体穿过磁场时,磁场的变化将产生感应电流;当导体和磁场相对运动时,导体中也会产生感应电动势。
三、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述磁场和导体之间相互作用的定律。
它可以总结为两个方面:一是磁感应强度变化会导致感应电动势的产生;二是当导体中存在闭合回路时,感应电动势会产生感应电流。
四、楞次定律楞次定律是电磁感应的一个重要规律,它表明感应电流的方向总是使产生它的磁通量发生变化的方式相反。
这个定律对于解释电磁感应现象以及应用于发电机等设备的工作原理具有重要意义。
五、电磁感应的应用电磁感应在许多领域都有重要的应用。
例如,在电力工程中,发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能;在变压器中,利用电磁感应实现电压的升降;在感应炉中,电磁感应可以用来加热金属材料等。
六、电磁感应的实验为了深入了解和验证电磁感应定律,可以进行一些简单的实验。
例如,可以利用一个螺线管和一个磁铁,通过改变磁铁与螺线管之间的相对运动,观察感应电流的变化。
这些实验不仅可以帮助我们更好地理解电磁感应的原理,还能培养我们的科学实验技能。
七、电磁感应的挑战和未来发展电磁感应作为一个重要的物理学概念,为我们解释自然界中的许多现象提供了重要的依据。
然而,仍然有一些问题需要进一步研究和解决,例如如何提高感应电流的效率、如何利用电磁感应进行更高效的能量转换等等。
未来的发展将会带来更多的新发现和创新。
总结:本文对磁场和电磁感应进行了详细的介绍,包括磁场的概念和性质,电磁感应的原理和法拉第电磁感应定律,以及电磁感应的应用和实验等。
物理学中的磁感应和电磁感应
物理学中的磁感应和电磁感应磁感应是物理学中研究磁场的基本概念之一,而电磁感应则是电磁学的重要内容。
本文将介绍磁感应和电磁感应的概念、原理和应用。
一、磁感应磁感应是指物体在磁场中受到的磁力的作用。
在电磁学中,磁场由磁极产生。
当一个物体处于磁场中时,它受到的磁力与磁场强度和物体本身特性有关。
磁感应的计量单位是特斯拉(Tesla),常用符号为T。
磁感应的大小与磁场的强度成正比。
磁感应的方向由磁力线决定,沿着磁力线方向上的箭头指向磁力的方向。
二、电磁感应电磁感应是指通过磁场的变化产生电场,进而产生电流的现象。
电磁感应是由迈克尔·法拉第在19世纪初发现的,并被称为法拉第电磁感应定律。
根据该定律,当磁场穿过一个闭合线圈时,线圈中就会产生感应电流。
电磁感应可以通过三种方式实现:1. 通过磁场的变化产生电动势。
当磁场的强度或方向发生变化时,线圈中就会产生感应电动势,从而带来感应电流。
2. 通过电导体相对于磁场的运动产生电动势。
当电导体相对于磁场产生相对运动时,就会在电导体中感应出电动势。
3. 通过变化的磁通量产生电动势。
磁通量是描述磁场通过一个平面的数量,当磁场的强度或面积发生变化时,就会在电导体中感应出电动势。
三、磁感应和电磁感应的应用磁感应和电磁感应在众多领域中都有广泛的应用。
以下是其中几个典型的应用:1. 发电机:发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
通过旋转导体在磁场中产生电动势,并通过电路输出电流。
2. 变压器:变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压大小的装置。
通过交变电流在一组线圈和磁铁中产生磁场,进而在另一组线圈中感应出所需的电压。
3. 电磁感应传感器:电磁感应传感器利用电磁感应原理来检测和测量磁场或电磁信号。
这些传感器在工业、军事和科学研究领域中广泛应用。
4. 磁共振成像(MRI):磁共振成像是一种医学影像技术,利用电磁感应原理来获取人体内部的高分辨率图像。
通过利用不同组织对磁场的响应,可以检测到疾病和异常情况。
磁场与电磁感应的产生
磁场与电磁感应的产生磁场与电磁感应是电磁学中非常重要的概念,它们之间存在着密切的联系和相互作用。
磁场是由磁荷产生的一种特殊的物理场,对于任何一个磁体而言,它都会形成一个磁场,这个磁场会对周围的物体产生一定的作用力。
电磁感应则是指当磁场发生变化时,会在磁场中的导体中产生电流,从而产生电磁感应现象。
即磁场的改变会通过电磁感应导致电流的产生,进而产生电场。
而电磁感应的产生离不开法拉第电磁感应定律的应用。
磁场的产生可以通过磁体的特性来进行研究。
对于一个磁体,比如一根长直的导线,通过它通电就可以在周围产生一个磁场。
这个磁场的大小和方向可以用安培环路定理和库仑定律来描述,符合右手定则。
目前已经研究得非常清楚的是,磁荷的运动会产生磁场,而磁场的强弱和方向则与磁荷的运动有关。
电磁感应的产生是基于磁场的改变。
首先,如果磁场的强度改变,即磁场的大小或方向发生变化,会在磁场中的导体中产生电流。
这是法拉第电磁感应定律的基本内容。
法拉第电磁感应定律表明,在闭合回路中,磁场发生变化时,产生的感应电动势大小与磁场变化的速率成正比,并与导体的圈数有关。
还有一种情况是,当导体相对于磁场发生运动时,也会产生电磁感应现象。
这是基于洛伦兹力的作用。
洛伦兹力是指当电荷运动在磁场中时,会受到一个垂直于速度和磁场方向的力。
当导体内部存在自由电荷时,洛伦兹力将会导致电荷在导体内部的移动,从而形成电流。
这就是运动导体相对于磁场产生的感应电动势。
在实际应用中,磁场和电磁感应的产生有着广泛的应用。
首先,电磁感应被广泛用于发电机的工作原理。
发电机通过磁场的变化和导体的运动产生感应电动势,最终通过导线将电能输出。
这使得电能的传输和利用成为可能。
另外,电磁感应还用于变压器的原理中。
变压器通过改变磁场的大小来实现电能的传输和变换。
当输入线圈中的电流变化时,产生的磁场通过互感作用传递给输出线圈,进而实现电能的传输和功率的变换。
此外,磁共振成像(MRI)也是电磁感应原理的重要应用。
磁场与电磁感应知识点总结
磁场与电磁感应知识点总结一、磁场(一)磁场的基本性质磁场是一种存在于磁体、电流和运动电荷周围的特殊物质。
它对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
(二)磁感应强度磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,用符号 B 表示。
其定义为: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,即 B = F /(IL)。
磁感应强度是矢量,其方向就是磁场的方向。
(三)磁感线磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
常见磁体的磁感线分布如条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管等。
(四)几种常见的磁场1、条形磁铁的磁场:外部从 N 极到 S 极,内部从 S 极到 N 极,形成闭合曲线。
2、蹄形磁铁的磁场:与条形磁铁类似,也是闭合曲线。
3、通电直导线的磁场:右手螺旋定则(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。
4、通电螺线管的磁场:同样用右手螺旋定则,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,也就是螺线管的 N 极。
二、安培力(一)安培力的大小当磁场 B 与电流 I 垂直时,安培力的大小为 F = BIL;当磁场 B 与电流 I 夹角为θ 时,安培力的大小为 F =BILsinθ。
(二)安培力的方向安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面,可用左手定则来判断。
伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大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。
三、洛伦兹力(一)洛伦兹力的大小当电荷运动速度 v 与磁场 B 垂直时,洛伦兹力的大小为 F = qvB;当电荷运动速度 v 与磁场 B 夹角为θ 时,洛伦兹力的大小为 F =qvBsinθ。
磁感应与电磁感应磁场与电荷运动的相互影响
磁感应与电磁感应磁场与电荷运动的相互影响在物理学中,磁感应和电磁感应是两个重要的概念。
它们描述了磁场和电荷运动之间的相互影响,通过这种相互作用,我们能够理解电磁现象的本质以及其在日常生活中的应用。
本文将深入研究磁感应和电磁感应的理论背景和实际应用。
1. 磁感应磁感应是指当一个导体或磁体在磁场中运动时,所产生的感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,磁感应电动势的大小与磁场的变化率以及电流的变化率成正比。
磁感应现象在发电机、变压器等各个领域都有广泛应用,它对于电力的传输和转换起着重要的作用。
2. 电磁感应电磁感应是指当一个导体运动于磁场中时,产生的感应电动势和电流。
根据法拉第电磁感应定律,当导体运动过程中磁通量发生变化时,导体中就会产生感应电动势,进而驱动电流的产生。
电磁感应现象在发电机、电动机等装置中有着重要的应用,它可以将机械能和电能相互转换。
3. 磁场与电荷运动的相互影响磁场对电荷运动产生相互作用的效应被称为洛伦兹力。
根据洛伦兹力的定义,当一个电荷在磁场中运动时,会受到一个与其速度方向垂直的力。
这个力的大小与电荷的电量、速度以及磁场的强度有关。
洛伦兹力的作用,使得电荷在磁场中运动时会受到一个径向力,从而产生特定的轨迹。
4. 实际应用磁感应和电磁感应的相互影响在实际生活中有广泛的应用。
其中一个重要的应用是发电机原理。
当机械能转化为电能时,电磁感应现象发挥作用。
通过转动一个导线圈或磁线圈,在磁场的作用下产生感应电动势,最终驱动电流的产生。
这种方式被广泛应用于电力工业中,为社会提供大量的电能。
此外,电磁感应还有许多其他实际应用。
例如,变压器原理是基于电磁感应现象的。
当交流电通过一根绕有线圈的铁芯时,磁感应和电磁感应相互作用,使得电压产生变化。
这使得变压器可以将交流电的电压升高或降低,以适应不同的功率需求。
总结起来,磁感应和电磁感应是物理学中重要的概念,它们描述了磁场和电荷运动之间的相互影响。
通过磁感应和电磁感应的理论,我们可以深入理解电磁现象的本质,并应用于各个领域中。
磁感应与电磁感应的区别与联系
磁感应与电磁感应的区别与联系磁感应和电磁感应是物理学中的两个重要概念,它们在研究电磁现象和应用中起着至关重要的作用。
本文将从理论解释、实验现象和应用领域等方面详细探讨磁感应和电磁感应的区别与联系。
一、理论解释磁感应是指由磁场对物质所产生的作用。
根据安培定律,电流通过导线时会产生磁场,而导线中的电流也受到磁场的影响,导致力的作用。
这就是磁感应现象。
而电磁感应则是指由磁场变化引起的电场的产生以及电场变化引起的磁场的产生。
区别:磁感应是指磁场对物质的作用,而电磁感应则是指磁场和电场之间相互转换的现象。
联系:磁感应和电磁感应都是由于磁场和电场之间的相互作用而产生的。
二、实验现象磁感应的实验现象主要包括磁力作用和磁感应现象。
磁力作用是指磁场对磁性物质的吸引或排斥作用。
而磁感应现象是指导线通过电流时受到力的作用。
电磁感应的实验现象主要包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律说明了磁场变化时导线中会产生感应电流。
而楞次定律则说明了由于感应电流产生的磁场和原磁场之间相互作用,使得系统总磁通量保持不变。
区别:磁感应的实验现象主要涉及磁力作用和磁感应现象,而电磁感应的实验现象则包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。
联系:磁感应和电磁感应都是通过实验观察和测量得到的重要现象。
三、应用领域磁感应在生活和工业中广泛应用,如磁铁、电磁铁、磁悬浮列车等。
磁感应的应用可以将各种物理力转化为机械力,实现各种机械装置的驱动。
电磁感应在通信、能量转换等领域有着重要的应用。
例如:电动机和发电机是利用电磁感应原理设计制造的;变压器则是利用电磁感应使电能的电压和电流发生变化。
区别:磁感应在物质的作用和驱动机械设备方面应用广泛;电磁感应在能量转换和通信等方面应用广泛。
联系:磁感应和电磁感应都是在不同领域中发挥重要作用的物理现象。
综上所述,磁感应和电磁感应虽然有区别,但也存在着一定的联系。
磁感应和电磁感应通过其理论解释、实验现象和应用领域等方面可以深入理解它们之间的差异和联系。
第四章 磁场与电磁感应
(1)导体向左运动时,导电回路中磁通将增加, 根据楞次定律判断,导体中感应电动势的方向是 B端为正,A端为负。用右手定则判断,结果相 同。
(2)设导体在 时间内左移距离为d则导电回路 中磁通的变化量为
BS Bld Bl t
所以感应电动势
Blv t e Blv t t
在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点 为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后, 食品的温度将从100度上升。当温度到达大约105 度时,由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失, 磁铁就对它失去了吸力,这时磁铁和磁性材料之 间的弹簧就会把它们分开,同时带动电源开关被 断开,停止加热。
§4—5 电磁感应
§4—6 自感
一、自感现象
实验电路图 1
(2)实验演示
现象:
在闭合开关S的瞬间,灯1立刻正常发 光.而灯2却是逐渐从暗到明,要比灯1 迟一段时间正常发光.
为什么会出现这个 现象呢?
原因分析:
由于线圈L自身的磁通量增加,而产生了自 应电动势,这个感应电动势总是阻碍磁通量的 变化,即阻碍线圈中电流的变化,故通过与线 圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值, 它的亮度只能慢慢增加。
从 BS ,可以
得 位面积的磁通,所以磁感应强度又称磁 通密度,用WB/㎡作为单位
B
,这表示磁感应强度等于穿过单 S
三、磁导率
不同的媒介质对磁场的影响不同,影响的 程度与媒介质的导磁性有关 磁导率就是用来表示媒介质的导磁性能的 物理量,用 表示,其单位为H/m 真空中的磁导率为 0 4 107 H / m 任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值 称为相对磁导率
磁悬浮列车的基本原理就是磁极的同性相斥和异性相吸
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4.1 磁感应强度和磁通一、教学目标1、 了解磁场、磁感线的概念。
2、 了解载流体与线圈产生的磁场。
3、 了解磁感应强度、磁通的概念。
二、教学重点、难点分析重点:磁感应强度是描述磁场性质的物理量,建立磁感强度的基本概念。
难点:建立磁感强度的基本概念。
三、教具条形磁铁;蹄形磁铁;针形磁铁;通电直导线;通电线圈;通电螺线管。
电化教学设备。
四、教学方法讲授法,演示法,多媒体课件。
五、教学过程Ⅰ.导入复习电场,为用类比法建立磁感应强度概念作准备。
提问:电场的基本特性是什么?(对其中的电荷有电场力的作用。
) 空间有点电场Q 建立的电场,如在其中的A 点放一个检验电荷q 1,受电场力F 1,如改放电荷q 2,受电场力F 2,则2211q F q F 与有何关系,说明什么?(比值为恒量,反映场的性质,叫电场强度。
)II.新课一、磁体与磁感线(复习巩固旧知识,扩充学习新知识)提问一:同学们在初中的学习中都了解到了哪些关于磁体、磁场的知识啊? 答:略。
归纳明确基本概念:某些物体具有吸引铁、镍、钴等物质的性质叫磁性。
具有磁性的物体叫磁体。
常见的磁体有条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁。
磁铁两端的磁性最强,磁性最强的地方叫磁极。
分别是南极,用S表示;北极,用N表示。
1、磁场提问二:两个磁体相互接近时,它们之间的作用遵循什么规律?答:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
观察:同名磁极,异名磁极的相互作用.进一步加深感性认识.提问三:磁体之间的相互作用是怎样发生的?答:磁体之间的相互作用是同过磁场发生的。
提问四:只有磁铁可以产生磁场吗?答:电流也可以产生磁场。
明确概念:磁极之间的作用力是通过磁极周围的磁场传递的。
在磁力作用的空间,有一种特殊的物质叫磁场。
学生讨论:电荷之间的相互作用是通过电场;磁体之间的相互作用是通过磁场。
电场和磁场一样都是一种物质。
2、磁感线设问:电场分布可以用电力线来描述,那么磁场如何描述呢?观察: 如图1条形磁铁周围小磁针静止时N极所指的方向是不同的.说明: 磁场中各点有不同的磁场方向.设问: 磁场中各点的磁场方向如何判定呢?将一个小磁针放在磁场中某一点,小磁针静止时,北极N所指的方向,就是该点的磁场方向.设问: 如何形象地描写磁场中各点的磁场方向?图1 正像电场中可以利用电力线来形象地描写各点的电场方向一样,在磁场中可以利用磁感线来形象地描写各点的磁场方向.磁感线:是在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上,每点的曲线方向,亦即该点的切线方向都有跟该点的磁场方向相同.磁感线的特性:(1) 磁场的强弱可用磁感线的疏密表示,磁感线密的地方磁场强;疏的地方磁场弱。
(2) 在磁铁外部,磁感线从N 极到S极;在磁铁内部,磁感线从S 极到N 极。
磁感线是闭合曲线。
(3) 磁感线不相交。
二、电流的磁效应通电导体的周围存在磁场,这种现象叫电流的磁效应。
磁场方向决定于电流方向,可以用右手螺旋定则来判断。
1、通电长直导线的磁场方向右手螺旋法则:右手握住导线并把拇指伸开,用拇指指向电流方向,那么四指环绕的方向就是磁场方向(磁感线方向),如图3所示。
2、通电螺线管的磁场方向右手螺旋法则:右手握住螺线管并把拇指伸开,弯曲的四指指向电流方向,拇指所指方向就是磁场北极(N )的方向,如图4所示。
三、磁感应强度和磁通观察实验:(如图5所示)(1) 实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F 跟通过的电流强度I 和导线长度L 成正比,或者说跟I·L 的乘积成正比。
这就是说无论图2 条形磁铁磁场分布图3 通电长直导线的磁场方向图4 通电螺线管的磁场方向怎样改变电流强度I 和导线长度L ,乘积IL 增大多少倍,则F 也增大多少倍。
比值F /IL 是恒量。
(2)如果改变在磁场中的位置,垂直磁场放置的通电导线F /IL 比值又会是新的恒量。
表明:F /IL 反映了磁场的特性。
正如电场特性用电场强度来描述一样,磁场特性用一个新的物理量——磁感应强度来描述。
1、磁感应强度(1)定义:在磁场中垂直于此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。
(2)计算公式:ILFB(磁感应强度定义式) (式4-1)(3)矢量:B 的方向与磁场方向相同,即与小磁针N 极受力方向相同。
(4)单位:特斯拉(T )。
匀强磁场:如果磁场中各点的磁感应强度B 的大小和方向完全相同,那么这种磁场叫做匀强磁场。
其磁感线平行且等距。
2、磁通(Φ)在后面的电学学习中,我们要讨论穿过某一个面的磁场情况。
我们知道,磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。
如果一个面积为S 的面垂直一个磁感应强度为B 的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。
我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(1)定义:磁感应强度B 和其垂直的某一截面积S 的乘积,叫做穿过该面积的磁通量,用Φ表示。
图5 通电导线在磁场中受力(2)计算公式:BS =Φ (磁通定义式)(式4-2)(3)单位:韦伯(Wb ) 1Wb =1T·m 2 注意:由式4-2可得SB Φ=,这说明在匀强磁场中,磁感应强度就是与磁场垂直的单位面积上的磁通。
所以,磁感应强度又叫做磁通密度(简称磁密)。
III.例题讲解,巩固练习略。
(见教材§4-1例题1,例题2)IV .小结(1)磁感应强度既反映了磁场的强弱又反映了磁场的方向,它和磁通量都是描述磁场性质的物理量,应注意定义中所规定的条件,对其单位也应加强记忆。
(2)磁通量的计算很简单,只要知道匀强磁场的磁感应强度B 和所讨论面的面积S ,在面与磁场方向垂直的条件下Φ=B·S (不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影。
)磁通量是表示穿过讨论面的磁感线条数的多少。
在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小。
V . 作业略。
4.2 磁场强度一、教学目标1、 了解磁导律、磁场强度的概念。
2、 了解集中常见载流导体的磁场强度。
二、教学重点、难点分析重点:1、磁场强度概念的建立。
2、几种常见载流导体的磁场强度计算。
难点:1、磁场强度概念的建立。
三、教具电化教学设备。
四、教学方法讲授法,多媒体课件。
五、教学过程 Ⅰ.导入复习4.1节磁感应强度与磁通量的内容。
提问:通电导体周围存在磁场,磁场的方向如何判断?答:右手螺旋法则。
(作课堂练习)提问:磁感应强度的概念是什么?如何计算?方向如何判断?答:(1)定义:在磁场中垂直于此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。
(2)计算公式:ILFB =(磁感应强度定义式) (式4-1)(3)矢量:B 的方向与磁场方向相同,即与小磁针N 极受力方向相同。
判断方法同磁场方向判断方法。
II.新课 一、磁导率(1)含义:物质导磁性能的强弱用磁导率μ表示。
μ的单位是亨[利]每米,符号为H /m 。
`(2)意义:在相同条件下,μ值越大,磁感应强度B 越大,磁场越强;μ值越小,磁感应强度B 越小,磁场越弱。
(3)相对磁导率真空中的磁导率是一个常数,m H /10470-⨯=πμ,为了便于对各种物质的导磁性能进行比较,以真空中的磁导率μ为基准,将其它物质的磁导率μ和0μ比较,其比值叫相对磁导率,用r μ表示,即:μμμ=r(4)分类:根据相对磁导率r μ的大小,可将物质分为三类:表1(二)磁场强度1、定义:磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质磁导率μ的比值,用字母H 表示。
2、计算公式:μBH =3、矢量:方向与该点磁感应强度的方向相同。
三、几种常见载流导体的磁场强度 1、载流长直导线A .计算大小:在载流长直导线产生的磁场中,有一点P ,它与导线的距离为r ,如图4-9所示(见教材)。
实验证明该点磁场强度的大小与导线中的电流成正比,与r 成反比,即rI H π2=(式4-4)B .方向判断:右手螺旋法则。
2、载流螺线管A .计算大小:如果螺线管的匝数为N ,长度为L ,通电电流为I ,如图4-10所示(见教材)。
理论和实验证明,其内部磁场强度为:LNIH =(式4-5)B.方向判断:右手螺旋法则。
III.例题讲解,巩固练习略。
(见教材§4-2例题1,例题2)注意:在本章学习中,新接触的概念、定义、单位较多,在进行计算时注意公式的正确使用,单位代入要使用国际标准单位。
IV.小结(1)根据物质磁导率的不同,可以将物质分为顺磁物质、反磁物质、铁磁物质三类。
复习表1。
(2)磁场强度的概念、数值计算、方向判断。
(3)载流长直导线、载流螺线管所产生磁场强度的计算与方向判断。
V. 作业略。
4.3 磁路的欧姆定律一、教学目标1、了解磁路及磁路的欧姆定律。
二、教学重点、难点分析无。
(本节内容了解即可。
)三、教具电化教学设备。
四、教学方法讲授法,多媒体课件。
五、教学过程Ⅰ.复习提问(1)根据物质磁导率的不同,可以将物质分为顺磁物质、反磁物质、铁磁物质三类。
顺磁物质rμ略大于1 对磁场影响不大。
空气、氧、锡、铝、铅等反磁物质rμ<1在磁场中放置反磁物质,磁感应器强度B减小。
氢、铜、石墨、银、锌等铁磁物质rμ>>1在磁场中放置铁磁物质,可使磁感应器强度B增加几千甚至几万倍。
铁、钢、铸铁、镍、钴等(2)磁场强度的概念、数值计算、方向判断。
II.新课一、磁路磁通所经过的路径叫做磁路。
为了使磁通集中在一定的路径上来获得较强的磁场,常常把铁磁材料制成一定形状的铁心,构成各种电气设备所需的雌鹿,如图1所示为几种常见磁路形式。
利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中,与电路相比,漏磁现象比漏电现象严重的多。
全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。
部分经过磁路,部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。
为了计算简便,在漏磁不严重的情况下可将其忽略,只计算主磁通即可。
二、磁路的欧姆定律如果磁路的平均长度为L,横截面积为S,通电线圈的匝数为N,磁路的平均长度为L,线圈中的电流为I,螺线管内的磁场可看作匀强磁场时,磁路内部磁通为图1 磁路SL NI S LNI HS μμμ===Φ一般将上式写成欧姆定律得形式,即磁路欧姆定律mmR F =Φ (式4-6)式中 F m ——磁通势,单位是安培,符号为A ;R m ——磁阻,单位是][1利亨,符号为H -1;Ф——磁通,单位是韦[伯],符号为Wb 。
其中,NI F m =,它与电路中的电动势相似,S L R m μ=,它与电阻定律SL R ρ=相似。
III.小结表1 磁路与电路的比较IV . 作业略。