1.2 电磁学基本知识
电磁学—电磁的基本知识(电工电子课件)
常数所以上述公式只能用来定性分析，不的基本概念 2.掌握变压器结构和工作原理 3.了解汽车继电器的典型应用 能力目标 1.能够进行磁路分析 2.能够分辨直流电磁铁、交流电磁铁
历史人物
法拉第——电学之父
迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791—1867年) 是19世紀电磁学领域中最伟大的实验物理电家。由 于家境贫苦，他只在7岁到9岁读过两年小学。法拉 第的贡献之一是提出了场的概念。他反对超距作用 的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质， 起到传递电、磁力的作用，他把这种物资称为电场、 磁场．1852年，他引入了电力线(即电场线)、磁力 线(即磁感线)的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的 磁力线形状。场的概念和力线的模型，对当时的传 统观念是一个重大的突破。为了纪念他，用他的名 字命名电容的单位——法拉。
磁感应强度的数学式为
2）磁通 在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的
乘积，称为通过该截面的磁通Ф ，又称为磁通密度。
或
磁通的单位是韦伯，简称韦，用字母Wb表示。
3）磁导率μ 磁导率μ是用来表征物质导磁能力的物理量，它的单位是H/m
（亨/米）。实验测出，真空（或空气）的磁导率是一个常数，为
磁路和电路具有相似之处,电路中的电 动势是形成电流的原因,磁路中的磁动 势是产生磁通的原因
磁动势：
Fm=NI
式中Fm——磁动式，安培（A） N——线圈匝数 I——通过线圈的电流。
电路中有电阻,磁路中亦有磁阻。它是磁通通过磁路时受Rm的阻碍 作用,磁阻Rm的大小与磁路的长度L成正比,与磁路的横截面积S成反 比,并与组成磁路材料的磁导率有关。 磁通和磁动式磁阻之间的关系为：
电磁学_静电场_1.2 电场强度
（1）延长线上
E P E E
q E 4 0 (r l ) 2 2 1
E
1
q
4 0 (r l ) 2 2
q 2rl q 2lr 1 2P E 2 2 2 4 4 0 (r l / 4) 4 0 r 4 0 r 3
1909 年密立根通过直接测量油滴的电 荷，直接证实了电荷的量子性。
1
就是点电荷的电场
思考：
求均匀带电圆盘轴线上一点的场强，如何取微元？ 正方形带电线框中垂线上一点的场强？ 长方形带电板中垂线上一点的场强？
§2.6 带电体在电场中受的力及其运动
p16 习题 p74 1－27 属于电学中的受力问题 要求：会计算
自学
电荷在电场中受力 点电荷系在电场中所受的力和力矩
l <<r 定义 P ql
(2)中垂线上
q E E 4 0 r 2 l 2 / 4 1
y方向：分量抵消
x方向：投影方向相同
E p' E cos E cos ,
1
cos
l/2 r2 l2 / 4
P 3 4 0 r
1 ql ql 2 E cos 3 2 2 3/ 2 2 2 3/ 2 4 r ( 1 l / 4 r ) 40 (r l / 4) 0
1
上式是矢量积分，具体计算时，要化成标 量积分 dq是什么？积分限如何确定？几重积分？ 由带电体的电荷分布决定
体分布 dq e dV
e为体电荷密度
面分布 dq e dV
e为面电荷密度
线分布 dq e dV
e为线电荷密度
电 场 线 p11 图
电磁学复习
实际中常用μF(微法)和pF(皮法)
等SI量。纲:
C
Q U
IT ML2T 3I 1
M
1L2T 4 I 2
电容只与几何因素和介质有关, 固有的容电本领。
2024/8/27
28
二、电容器及其电容
两个互不连结导体构成的闭合导体空腔称 为电容器。
定义 C Q Q U A U B U
电容器的电容是使电容器两极板之间具有单位电 势差所需的电量。 描绘了电容器储存电能的能力。
相互作用能
2024/8/27
或：把这些带 电体从无限远 离的状态聚合 到状态 a 的过 程中，外力克 服静电力作的 功。
39
点电荷组的静电势能W等于克服电场力所做 的功A'
W 1
2
i
qiU i
Ui为除qi以外的电 荷在qi处的电势
2024/8/27
40
第三章 恒定磁场和磁介质
§3.1 磁的基本现象 §3.2 毕奥 —萨伐尔定律 §3.3 磁场的高斯定理和安培环路定理 §3.4 安培定律 §3.5 洛伦兹力 §3.6 磁介质
静电场力做功与路径无关
静电场中场强沿任意闭合环路的线积分恒等于零
E dl 0
L
无旋
2024/8/27
18
电势差(electric potential difference)
两点之间电势差可表为两点电势值之差
b b
Uab
a
E dl
a
E dl
E dl
U (a) U (b)
33
E0
S
dS
1
0
q0
内+
E dS
S
1
第一章 电磁学基本定律
e = −N
其中ψ = N Φ 叫做磁链。
dΦ dψ =− dt dt
（1.3-1）
7
运动控制系统 第一章
磁通 Φ (t , x ) 是时间 t 和线圈对磁场相对位移 x 的函数。将式（1-23）写成全微分形式
e = −N
若 dx dt = 0 ，则
d Φ (t, x ) ⎛ ∂Φ ( t , x ) ∂Φ ( t , x ) dx ⎞ = −N ⎜ + ⋅ ⎟ dt ∂x dt ⎠ ⎝ ∂t
F 954.6 = = 9.546 A N 100
铁心的磁路虽然很短，仅仅为磁路总长度的千分之一，但是磁场强度却达到了铁心中磁场强 度的５００0 倍，所以磁压降却可以明显大于铁心的磁压降。在本例中气隙的磁压降达到了铁心 磁压降的 5 倍。励磁电流增加了 5 倍。
1.3 电磁感应定律
线圈中的磁通量 Φ 发生变化时，在该线圈中将产生与磁通变化率成正比的电动势，若线圈匝数为 N，则
磁路欧姆定律可以写为
（1.2-15）
F = RmΦ 或者 Φ = Λ m F
材料的磁导率。由磁阻的定义 Rm = l
（1.2-16）
作用在磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。磁阻（磁导）取决于磁路的几何尺寸和构成磁路
μ S 可以得到，磁阻于磁路的长度成正比，与磁导率和横截
δ Φ = ( RmFe + Rmδ ) Φ μ0 S
（1.2-11）
B = μH
根据安培环流定律，可以得到如下的形式
（1.2-12）
F = Ni = Hl =
B
μ
l=
l Φ μS
（1.2-13）
其中定义磁路的磁阻（magnetic reluctance）为
1.2_电磁学基本知识解析
磁位差
公式:
总磁动
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H
k 1
3
常用物理量和定律
3、均匀磁路的欧姆定律 磁通量Φ 等于磁通密度乘以面积:
BA
磁场强度等于磁通密度除以磁导率: H B 于是 Hl Ni 可写为：
电磁学基本知识
• 常用的物理量和定律 • 常用的铁磁材料及其特性
法拉第
M.法拉第(1791~1869)伟大的物理学家、化学家、19世纪最伟大的实 验大师。右图为法拉第用过的螺绕环
电磁学基本知识
导言：
• 100多年前，人们从电磁现象出发，总
结出系统的电磁理论。一个最直接的产品
就是电机。电磁理论是研究电场、磁场、
常用物理量和定律
补充B和H的区别: •磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场 强弱和方向）的两个物理量。
•由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质
（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均 为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响 （场的迭加原理）。 •因此，磁场的强弱可以有两种表示方法。
常用物理量和定律
磁力线
(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则. (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一. (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线.
常用物理量和定律
2. 磁通量Φ （磁通） 垂直通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面
积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb (韦伯).
常用物理量和定律
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。
励磁电流：励磁线圈中的电流。
初中物理电磁现象知识点总结归纳
初中物理电磁现象知识点总结归纳初中物理课程中，电磁现象是一个非常重要的部分。
电磁现象的研究和应用在日常生活中有着广泛的应用，了解和掌握电磁现象的基本知识对我们有着重要的意义。
本文将对初中物理中的电磁现象知识点进行总结归纳，以帮助大家更好地理解和应用这一知识。
一、电荷和静电现象1.1 电荷的基本性质电荷分为正电荷和负电荷，同性相斥，异性相吸。
电荷的单位是库仑(C)。
1.2 静电的产生和消除静电是由于物体间电荷的不平衡而产生的现象。
通过接触、摩擦、感应等方式可以产生静电。
静电可以通过接地、导体吸附等方式进行消除。
二、电流和电路2.1 电流的概念和特性电流是电荷在单位时间内通过导体横截面的数量。
单位是安培(A)。
电流的方向由正电荷移动方向确定。
2.2 电路的基本组成电路由电源、导体和电阻三部分组成。
电路可以分为串联和并联两种方式连接。
2.3 电阻的概念和特性电阻是电路中阻碍电流流动的元件。
单位是欧姆(Ω)。
电阻的大小和导体材料、截面积以及长度有关。
三、电磁感应3.1 磁场的概念和性质磁场是磁体产生的一种物理场，具有磁性物质周围的力和作用。
磁场由磁力线表示，磁力线始终呈环状分布。
3.2 电磁感应现象电磁感应是指导体在磁场中运动或磁场发生变化时会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与导体的速度和磁场的变化速率有关。
3.3 磁感应强度和电磁感应现象磁感应强度是衡量磁场强度的物理量，单位是特斯拉(T)。
磁感应强度与导线和磁场的夹角有关。
根据洛伦兹力定律，带电粒子在磁场中受到的力与电荷的正负性、速度以及磁场的方向有关。
四、电磁波4.1 电磁波的概念和特性电磁波是电场和磁场交替变化而产生的波动现象。
电磁波可以分为长波、短波和微波等不同频率的波。
4.2 光的本质光是一种电磁波，它以一定的速度在真空和介质中传播。
光的传播速度是恒定的，约为3×10^8 m/s。
4.3 光的反射和折射光线在与界面相交时会发生反射和折射现象。
初学电机的基本知识总结讲解
第一章 电机中的电磁学基本知识1.1 磁路的基本知识1.1.1 电路与磁路对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。
构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。
在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。
由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。
然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。
因此磁路问题比电路问题要复杂的多。
1.1.2 电机电器中的磁路磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。
并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。
图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。
图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。
图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。
图中实（或虚）线表示磁通的路径。
(a) (b) (c)图1—1 几种常用电器的典型磁路(a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路1.1.3 电气设备中磁动势的产生为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。
电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。
电磁学的基本知识与基本定律ppt
3
N i HklkH 1l1H2l2H
k1
-
1.3 常用磁性材料及其特性
1.3.1 铁磁材料的磁化及磁滞回线
铁磁材料的磁化（magnetization）
-
Br 剩磁 residual magnetism
Hc 矫顽力 coercive force
磁性材料的磁滞回线- (hysteresis loop)
磁力线是闭合的！ Ñ BgdS 0 S
1230
0
-
磁路的基尔霍夫第二定律
作用在任何闭合磁路的总磁动势恒等于各 段磁路磁位降的代数和。
磁路由不同材料或不同长度和截面积的 n 段组成，则
N H 1 l I 1 H 2 l2 H n ln
n
NI Hili i 1
H1l1,H2l2,称为磁- 路各段的磁压降
-
permeance）
由于与电路的欧姆定律相似,故又称为磁路的欧姆定律。
-
1.2.5 线圈电感
L i
根据 N以及磁路的欧姆定律
LN2mN2
S
l
电感与结构参数以及磁性材料之间的关系式
-
磁路的基尔霍夫第一定律（磁通连续性原理）
通过任意闭合曲面S 的净磁通量必定恒为零。 自然界不存在独立的磁场源。 磁场中，磁力线通过任意闭合面后必然会从相反方向再次通过。
若对于均匀磁场，若B与S垂直，则
BS
磁场强度 H
单位：安培/米 （A/m）
(magnetic field strength)
为了分析磁场与电流的依存关系引入的辅助量
-
磁导率μ
单位：亨利/米（H/m）
(permeability)
真空的磁导率 μ0 、相对磁导率μr
§1.2-电流与磁场解读
f x f y f z f f f x x f y y f z z f f f f
( ) z
电动力学
电动力学
1 2 1 (r r0 ) 4 r r0 证明:首先，当 r 0 ： 1 2 1 r r 1 1 r 2 r 2 r r r
电动力学
电动力学
若： r a，则： B dl 2 B(r )r 0 I 0 I 所以：B (r ) 2 r
r 0 I e ,r a 2 2 a 所以： B ( r ) 1 f f r f z 1 (rf ) f r f z I f 0 e er ,r a e r r z r r 2 r z
x y z 3 3 3 x r y r z r
r 3 3x 2 r 0 6 r
电动力学
电动力学
而当 r 0 ： 2 1
r
r 0
另外，考虑积分：
2 1 1 dV dV r r V V 1 ds r S r 1 2 ds 2 r d 3 r r S S
电动力学
电动力学
(1) ( f ) f f 证明： ( f ) ( f ) f ( f ) i j k ( ) ( ) ( ) x y z f fx f y fz
dV '
电磁科学知识点总结
电磁科学知识点总结一、电荷电荷是物质的一种属性，分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
不同物质中都包含有电荷，但通常情况下，正负电荷数目相等，物体是电中性的。
1.1 电荷守恒定律电荷守恒定律是指，在任何一个封闭系统中，电荷的总量是不变的。
即电荷可以从一物体转移到另一物体，但不能产生或销灭。
这个定律是电磁学的基本定律之一，也是质量守恒和能量守恒定律的类似版本。
1.2 电荷量子化电荷的最小单位是电子的电荷量，约为1.6×10^-19库仑。
电荷量子化是指电荷的量是分立的，不能连续变化，电荷总是以n倍的电子电荷为单位存在。
这是由于电荷是基本粒子的属性，其量子化属性由量子力学理论解释。
二、电场电场是电荷周围存在的一种力场，受到电荷的作用其他电荷会感受到电场力。
电场以矢量形式表示，具有方向和大小。
在电场中移动的电荷会受到电场力的作用，导致电荷的加速或减速。
2.1 电场强度电场强度是描述电场的强弱的物理量，用E表示，它是单位正电荷所受到的电场力的大小。
电场强度的大小与与电荷的距离、电荷的大小和电荷的分布有关。
2.2 电场的工作势能电场对放置在其中的电荷具有势能。
在静电场中，电荷由于位置的改变会有势能的变化。
电场对电荷具有势能是由于电场对电荷做正功。
2.3 电场的高斯定律高斯定律是描述电场与电荷之间关系的重要定律，它表明电场的流出量与包围电荷的闭合曲面之间存在着某种的关系。
它是静电学的基本定律，对于计算距离电荷的电场有很大的帮助。
三、电动势电动势是指一个靠近电源时产生的电场对运动电荷所做的功，在电路的两端产生的电压就是电动势。
在一个电源内部，正负电荷分开并产生电势差，当连接外部电路时，电势差会驱动电荷流动，产生电流。
3.1 电源和电动势电源是能够产生电流的设备，它的作用是提供电势差，驱动电荷做功。
目前常见的电源包括电池、发电机和太阳能电池等，在电路中起着不同的作用。
3.2 内阻和外阻电源内部存在电动势降和内阻的存在。
电磁学基础知识教学设计
电磁学基础知识教学设计一、引言电磁学是物理学中的重要分支，研究电荷与电流所产生的电场和磁场之间的相互作用。
在物理学教学中，电磁学也是不可或缺的一部分。
本文将针对电磁学基础知识进行教学设计，以帮助学生全面理解和掌握电磁学的基本原理和应用。
二、教学目标1. 理解电磁学的基本概念，包括电荷、电场、磁场等；2. 掌握电磁感应和安培定律的基本原理；3. 熟悉电磁波的特性及其在通信中的应用；4. 培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
三、教学内容和方法1. 电磁学基本概念的教学1.1 电荷和电场的概念- 对电荷的定义和性质进行介绍，帮助学生理解正负电荷的区别。
- 解释电场的概念和作用，通过实例展示电场的强弱和方向。
1.2 磁场和磁感线的概念- 介绍磁场的概念和源自磁性物质的磁感线，引导学生理解磁场的存在和作用。
- 利用实验或案例，让学生观察和感受磁场的特性，并加深对磁感线的理解。
2. 电磁感应和安培定律的教学2.1 电磁感应现象的引入- 通过实例和实验，介绍电磁感应现象的产生和应用领域，如发电机、变压器等。
2.2 法拉第电磁感应定律和楞次定律的讲解- 介绍法拉第电磁感应定律和楞次定律的内容和表达方式。
- 结合实例和图示，帮助学生理解和运用这两个定律。
3. 电磁波的教学3.1 电磁波的概念和特性- 解释电磁波的组成和传播方式，并引导学生思考电磁波与机械波的区别。
3.2 电磁波在通信中的应用- 介绍无线电、电视和手机等通信方式中使用的电磁波。
- 通过实例和案例，让学生了解电磁波在通信中的重要性和应用。
四、实践环节安排1. 实验教学- 设计电磁感应实验，让学生亲自操作，观察和验证电磁感应的现象和规律。
- 引导学生分析实验结果，总结电磁感应规律，并解释现象背后的物理原理。
2. 案例分析- 提供电磁波在通信中的实际应用案例，让学生思考电磁波的重要性和应用前景。
- 鼓励学生团队合作，展示他们对电磁波应用的创新思维。
五、评估方法1. 课堂讲解后的小测验，检验学生对电磁学基础概念和原理的理解程度。
总结归纳知识点模板
总结归纳知识点模板第一部分：自然科学1. 物理学1.1 热力学：包括热力学系统、热力学循环、热力学定律等内容1.2 电磁学：包括电场、磁场、电磁感应、电磁波等内容1.3 力学：包括运动学、动力学、静力学等内容1.4 光学：包括光的传播、光的色散、光的折射等内容1.5 物态变化：包括凝固、蒸发、升华、液化等内容2. 化学2.1 元素周期表：包括元素周期表分类、元素的性质等内容2.2 化学键：包括离子键、共价键、金属键等内容2.3 化学反应：包括酸碱中和、氧化还原、置换反应等内容2.4 化学物质：包括酸、碱、盐、氧化物等化学物质的性质及应用2.5 化学实验：包括常规实验、定量实验、定性实验等内容3. 生物学3.1 细胞学：包括细胞结构、细胞功能、细胞分裂等内容3.2 遗传学：包括基因、染色体、遗传变异、遗传病等内容3.3 生物进化：包括进化论、进化过程、进化机制等内容3.4 生物系统：包括生物的分类、生物的生长发育、生物的生态环境等内容3.5 生物实验：包括生物实验的设计、操作、结果分析等内容第二部分：社会科学1. 历史学1.1 世界历史：包括古代史、中世纪史、近代史、现代史等历史时期1.2 中国历史：包括先秦历史、秦汉历史、宋元明清历史等历史时期1.3 政治历史：包括政治制度、政治思想、政治运动等内容1.4 文化历史：包括文化传承、文化交流、文化传统等内容1.5 军事历史：包括战争史、军事技术、军事思想等内容2. 经济学2.1 宏观经济：包括国民经济总量、国内生产总值、通货膨胀等内容2.2 微观经济：包括价格、供求关系、市场竞争等内容2.3 货币金融：包括货币制度、金融市场、金融政策等内容2.4 国际经济：包括国际贸易、国际金融、国际投资等内容2.5 经济体制：包括计划经济、市场经济、混合经济等内容3. 政治学3.1 政治理论：包括国家制度、政治体制、政治原则等内容3.2 政治制度：包括民主制度、专制制度、议会制度等内容3.3 政治运动：包括政党竞争、社会运动、政治革命等内容3.4 政治文化：包括政治理念、政治价值观、政治信仰等内容3.5 政治实践：包括政治改革、政治决策、政治管理等内容第三部分：人文科学1. 语言学1.1 语音学：包括音韵学、声音的形成、发音的规律等内容1.2 语法学：包括句法、词法、时态等语法规则1.3 语义学：包括词义、句义、语用等语义规则1.4 语用学：包括语言交际、语言习得、语言变异等内容1.5 语言实践：包括口语交际、书面表达、语言研究等内容2. 文学2.1 古典文学：包括诗、词、曲、小说等古典文学形式2.2 现代文学：包括现代小说、现代戏剧、现代诗歌等现代文学形式2.3 世界文学：包括古希腊文学、古罗马文学、欧洲文学、美洲文学等文学体系2.4 中国文学：包括古代文学、近现代文学、当代文学等中国文学的发展轨迹2.5 文学批评：包括文学评价、文学评论、文学理论等内容3. 艺术3.1 美术：包括绘画、雕塑、水墨、装置等不同艺术形式3.2 音乐：包括古典音乐、流行音乐、民族音乐等各类音乐形式3.3 舞蹈：包括古典舞、现代舞、芭蕾舞等不同舞蹈风格3.4 戏剧：包括话剧、歌剧、舞剧、电影等戏剧表演形式3.5 影视：包括电影、电视剧、纪录片等不同影视作品总结：以上所列知识点只是对具体学科内容的概括，实际要多角度、全方位地了解各个学科的内容才能真正掌握这些知识。
电磁学教案分享
电磁学教案分享一、引言电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电荷之间相互作用以及电磁的力和电磁波的传播规律。
本教案旨在分享电磁学的教学内容和教学方法，帮助教师们在教学中更好地引导学生学习电磁学知识，培养学生的科学思维和实验能力。
二、教学目标1. 了解电磁学的基本概念和原理；2. 掌握电荷之间相互作用和电场的概念；3. 理解电流和磁场的关系；4. 了解电磁感应的原理和应用。
三、教学内容1. 电磁学基础知识1.1 电荷和电场：讲解电荷的性质、库仑定律和电场的概念；介绍电场线和电场强度的概念及计算方法。
1.2 静电场：介绍静电场的特性、高斯定律和电势能的概念；讲解电场的能量移动和电势差的计算方法。
1.3 电场中的电荷运动：介绍电场中带电粒子的运动规律和受力情况。
2. 电流和电路2.1 电流的概念和特性：讲解电流的定义、电流强度的计算方法和电流的测量。
2.2 电阻和电阻率：介绍电阻和导体的特性，讲解欧姆定律和电阻的计算方法。
2.3 电路和电路图：介绍电路的组成和基本元件，讲解串联和并联电路的特性和计算方法。
3. 磁场和电磁感应3.1 磁场的概念和特性：讲解磁场的定义、磁感应强度的计算和磁力线的性质。
3.2 磁场中带电粒子的运动：介绍电荷在磁场中受力情况，讲解洛伦兹力的概念和计算方法。
3.3 电磁感应现象：讲解电磁感应的原理和法拉第电磁感应定律；介绍互感和自感的概念及应用。
四、教学方法1. 讲授法：通过课堂讲解、演示实验和示意图等方式，向学生传授电磁学的基本概念和原理。
2. 实验探究法：组织学生进行电场、电路和磁场的实验，引导学生发现规律、分析数据，巩固所学知识。
3. 问题导入法：提出一些具体问题或真实应用场景，激发学生的思考和兴趣，引导学生运用所学知识解决问题。
五、教学评价1. 知识检测：通过小测验或笔试等形式，检测学生对电磁学知识的掌握情况。
2. 实验报告：要求学生完成相关实验，并撰写实验报告，评估学生的实验能力和数据分析能力。
电磁学基本知识ppt课件
在匀强磁场中，若磁感应强度B与横截面S垂直， 上式可写为： Ф=BS
穿过任一闭合面的磁通为零，用公式表示为：
S B dS 0
（3） 磁场强度 把用来表达磁场强弱的物理量，称为磁场强度，
用H来表示，单位为安/米（A/m）。磁场强度只与产 生磁场的宏观传导电流大小及导体的形状有关，而与
④ 验证：列出的总方程数应该等于所设的支路电 流的个数。
【例1.7】图1.16所示电路中，已知电源电动势E1=18V， E2=6V；电阻R1=6Ω,R2=R3=3Ω。试用基尔霍夫电流和 电压定律求图中的电流I1、I2、I3 【解】根据基尔霍夫电流定律，对节点A
I1+I2-I3=0
图1.16
I1R1-I2R2=E1-E2 I2R2+I3R3=E2
一个元件或一段电路上既有电压的参考方向， 也有电流的参考方向，如果这两个参考方向一致， 称之为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。 如图1.5所示。
图1.4
图1.5
（3） 电动势 电动势就是反映电源内部电源力（即非电场力）
做功能力的物理量，它的大小反映电源力做功能力 的大小，用E
图1.3
E W Q
（1） 磁感应强度是反映磁场中某一点磁场性质的基本
物理量。用大写字母B表示，它是一个矢量，它的方 向就是置于磁场中该点的小磁针的N极指向，它的大 小等于单位正电荷垂直于磁场方向以单位速度运动时
数学表达式为： B F qv
（2） 穿过某一横截面S的磁感应强度B的通量称为磁通
量，简称磁通，用Φ表示，单位为韦伯（Wb），磁通
是：“在任一瞬间，对电路的任一节点，流入该节
点的电流之和等于流出该节点的电流之和。”其数
第1章 电磁学的基本知识与基本定律
1.1 电路的基本定律
基尔霍夫电流定律(KCL):在电路节点上 基尔霍夫电压定律(KVL):在闭合回路中
∑i
k =1
n k =1
n
k
=0
=0
∑V
k
1.2 磁场的基本知识
通电导体周围会产生磁场,磁场是一个矢量. 用磁通密度(简称磁密)或磁感应强度)B 描述磁场的强弱. 为形象描绘磁场的空间分布情况,通常使用磁感应线 磁力线 磁力线. 为形象描绘磁场的空间分布情况,通常使用磁感应线—磁力线. 用带有方向的闭合曲线表示磁力线,曲线上任意点的切线方向表示磁感 应强度B 的方向.通过该点垂直于B的单位面积的磁感应线数目等于 该点B的大小. 磁力线方向:N→S
作用下,内部磁畴周期倒转方向, 作用下,内部磁畴周期倒转方向, 磁畴间会相互摩擦发热而耗能; 磁畴间会相互摩擦发热而耗能; 磁滞回线面积越大(硬磁材料) 磁滞回线面积越大(硬磁材料), 磁滞损耗越大. 磁滞损耗越大.
磁滞损耗: 磁滞损耗 Hysteresis
2 p h = K h f ∫ HdB = C h fBmV
磁场强度 H 介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率μ之比.
H = B/
B = H
(1-2)
它表示在磁场中,若充满不同的介质,不同质点处的H是相同的,与介质无关;但 B会因为介质的不同而不同.H的单位:安/米(A/m);磁导率的单位: 亨/米(H/m) 真空的磁导率 为一常数 铁磁材料的 磁导率不是常数, 一般为
0 = 4π ×107 H / m
= r 0
铸钢材料的相对磁导率为 矽钢材料的相对磁导率为
r = 6000 ~ 7000电流下,铁心线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多,这就是电机和 变压器通常都用铁磁材料来制造的原因.
高二电磁学物理知识点总结
高二电磁学物理知识点总结一、电磁场电磁场是指电荷或电流产生的电场和磁场以及它们相互作用的一种物理场。
电磁场的性质主要包括以下几个方面：1. 电场：电场是指物体周围由电荷引起的力场。
在一个电场中，一个测试电荷会受到电场力的作用，力的大小和方向取决于测试电荷的大小和电场中的电荷分布。
电场的强度可以用电场线代表，电场线的密集程度表示电场的强弱，电场线的方向表示电场力的方向。
2. 磁场：磁场是指物体周围由磁性物质或者电流产生的磁力场。
磁场是一种无源场，它的性质是由磁性物质或者电流的分布所确定的。
在一个磁场中，物体会受到磁场力的作用，力的大小和方向取决于物体的磁性和磁场的分布。
3. 电磁感应：电磁感应是指磁场和电场之间的相互作用导致的现象。
当磁场和电场发生相互作用时，会产生感应电流或感应电势，这是电磁感应的一种表现形式。
电磁感应是电磁学中的重要现象，在许多实际应用中都有重要的作用。
4. 麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组是电磁学的基本方程，它描述了电场和磁场的状况，包括了电荷和电流的分布、电场和磁场的产生和变化规律。
麦克斯韦方程组被认为是电磁学的重要成果，它对电磁学的发展产生了深远的影响。
二、电磁感应电磁感应是指磁场和电场之间相互作用的现象，它是电磁学中的重要内容之一。
在高二的电磁学中，学生需要了解电磁感应的相关知识，包括以下几个方面：1. 法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要定律，它描述了磁场和电路之间的相互作用。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，会在电路中诱导出感应电流。
这个定律为电磁感应现象提供了定量的描述，也为电磁感应的应用提供了理论依据。
2. 楞次定律：楞次定律描述了电场和磁场之间的相互作用导致的现象。
根据楞次定律，当电路中有感应电流时，该电流会产生磁场，这个磁场会对原来的磁场产生反作用。
楞次定律是电磁学中的重要定律，它揭示了电磁感应的本质，也对电磁感应的应用有着重要的意义。
高三物理知识点：电磁学和电磁波
高三物理知识点：电磁学和电磁波1. 电磁学基本概念1.1 电荷电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
1.2 电场电场是电荷在空间中产生的影响，用来描述电荷间的相互作用。
电场的强度和方向由电荷产生。
1.3 电势电势是描述电场在某一位置的势能状态的物理量。
电势差是电场力做功的度量，用于描述电荷在电场中的势能变化。
1.4 电流电流是电荷定向移动的现象，分为直流电和交流电。
电流的大小用安培（A）表示，方向用正电荷的移动方向表示。
2. 电磁学基本定律2.1 库仑定律库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
2.2 欧姆定律欧姆定律描述了在电路中，电流强度与电压成正比，与电阻成反比。
2.3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了变化的磁场会在导体中产生电动势，电动势的大小与磁场变化率成正比，与导体长度和磁场垂直距离的乘积成正比。
2.4 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程，包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培定律。
3. 电磁波3.1 电磁波的产生电磁波是由振荡的电场和磁场相互作用产生的能量传播形式。
电磁波的产生可以通过振荡电路在开放空间实现。
3.2 电磁波的传播电磁波在真空中的传播速度为光速，与频率和波长无关。
电磁波在介质中的传播速度与介质的电磁特性有关。
3.3 电磁波的谱电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
不同谱段的电磁波具有不同的物理特性和应用。
3.4 电磁波的波动性质电磁波具有波动性质，包括干涉、衍射和偏振等现象。
这些性质可以用来研究电磁波的传播和相互作用。
4. 电磁学的应用4.1 电容器和电感器电容器和电感器是电磁学中的重要元件，用于储存和释放电能，以及滤波和振荡等应用。
4.2 电磁感应电机电磁感应电机是利用电磁感应原理实现能量转换的装置，包括交流电机和直流电机。
第一章 磁学基础知识
1. 抗磁性（Diamagnetism)
这是19世纪后半叶就已经发现并研究的一类弱磁性。它的 最基本特征是磁化率为负值且绝对值很小，<0， <<1 显示抗磁质在外磁场中产生的磁化强度与磁场反向，在不均匀 的磁场中被推向磁场减小的方向，所以又称逆磁性。典型抗磁 性物质的磁化率是常数，不随温度、磁场而变化。有少数的反 常。 深入研究发现，典型抗磁性是轨道电子在外磁场中受到电 磁作用而产生的，因而所有物质都具有的一定的抗磁性，但只 是在构成原子（离子）或分子的磁距为零，不存在其它磁性的 物质中， 才会在外磁场中显示出这种抗磁性。在外场中显示抗 磁性的物质称作抗磁性物质。除了轨道电子的抗磁性外，传导 电子也具有一定的抗磁性，并造成反常。
原子、离子的磁矩（顺、抗磁） 晶体结构和晶场类型（自旋、轨道贡献） 相邻原子、电子间的相互作用（磁有序）
固 体 磁 性
研究凝聚态物质各种磁性表现的起因是磁性物理的主要 任务，其中强磁性物质在技术领域有着突出作用，所以影响 强磁性物质磁性的机理是我们课程最为关注的。
一. 物质的磁性分类
为了方便研究物质磁性的起因，我们可以按其在磁场
N 是磁化方向的退磁因子。对于非球形样品，沿不同方向磁 化时退磁场能大小不同，这种由形状造成的退磁场能随磁化 方向的变化，通常也称形状各向异性能。退磁能的存在是自
发磁化后的强磁体出现磁畴的主要原因。
对椭球体：
H d N x M x i N y M y j N z M z k 1 2 2 Fd 0 N x M x N y M y N z M z2 2 N x N y N z 1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
饱和点 膝点
跗点
分析:
(1)开始磁化阶段oa段。外磁场较 弱，磁通密度增加得不快。
(2)磁通很快增加阶段ab段。随着 外磁场的增强，大量磁畴开始转 向，Ｂ增加很快。
(3)达到饱和阶段bc段。可转向的 磁畴越来越少，Ｂ值增加的越来 越慢。这种现象称为饱和。b点 称为膝点。
(4)饱和后阶段cd段。饱和后磁化 曲线基本成为与非铁磁材料的特 性相平行的直线。
常用铁磁材料及其特性
知识点: 铁磁材料的磁阻随饱和度增加而增大。
应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得 到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势， 通常把铁心内工作点的磁通密度选择在膝点附 近。
常用铁磁材料及其特性
2、磁滞回线 剩磁：当H从零增加到Hm时， B相应地从零增加到Bm；然 后再逐渐减小H，B值将沿曲 线ab下降。当H=0 时，B值 并不等于零，而是Br。这就 是剩磁。 磁滞回线：当H在Hm和－ Hm
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流。
直流:直流磁路 ，例如:直流电机 交流:交流磁路，例如:变压器
常用物理量和定律
三、磁路的基本定律
1、安培环路定律
定律内容: 沿任何一条闭合磁回路L，磁场强度H 的
线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和 。
如何写数学表达式 e N d
dt
正方向的规定：
2)按右手螺旋关系规定正方向
磁通的参考 方向朝上
右手判定 电流方向 A→X
e的正方向 从A指向X
e N d dt
-i +
常用铁磁材料及其特性
铁心的增磁功能
思考：铁心环与塑料环中的磁场强度和磁通密度有何区别？
又因Fe 0
故有BFe B0
B＝H Fe 0
常用物理量和定律
2. 磁通量Φ（磁通） 垂直通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面 积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb (韦伯).
=BScos 如磁场均匀，且磁场与
截面垂直，则:
BS
故有: 1T 1Wb / m2
常用物理量和定律
3. 磁场强度H
•是为建立电流与由其产生的磁场之间的数
量关系而引入的物理量。
常用物理量和定律
一. 磁场的几个常用物理量 1. 磁感应强度（又称磁通密度）B 表征磁场强弱及方向的物理量。单位：T(特斯拉) 、 Wb/m2 。
B是矢量，既有大小，又有方向: ·用磁力线上每点的切线方向规定B的方向 ·用磁力线的疏密程度表示B的大小
常用物理量和定律
磁力线
(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则. (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一. (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线.
常用物理量和定律
•在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化 而产生的磁场在内时，用磁感应强度B表示，其单 位为特斯拉T，是一个基本物理量； •单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括 介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H表示，
其单位为A/m2，是一个辅助物理量。 B H
在同样大小的电流作用下，铁芯线圈的磁通比空心线圈的磁 通哪个大？
公式:
F
Rm
常用物理量和定律
3、载流导体在磁场中的安培力（安培定律）
载流导体在磁场中受到的力
f Bil
B — 磁场的磁感应强度(Wb/m2) i — 导体中的电流(A) l — 导体的有效长度(m)
左手定则
常用物理量和定律
4、电磁感应定律
电流的磁效应
电生磁
磁的电效应
电磁感应：变化的磁场会产生电场，使导体中产生感 应电动势。
常用物理量和定律
补充B和H的区别:
•磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场 强弱和方向）的两个物理量。 •由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质 （除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均 为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响 （场的迭加原理）。 •因此，磁场的强弱可以有两种表示方法。
解 : 用安培环路定律求解如下
H
B/
Fe
1 5000 4π 107
A/m
159A/m
F Hl 1590.3A 47.7A i F / N 47.7 A 9.54102 A
500
？？？
常用物理量和定律
2、磁路的基尔霍夫定律
令进入闭合面A的
（1）磁路的基尔霍夫第一定律（电流定磁闭律通合）为面负的，磁穿通出为
结论：铁心具有 增磁功能 。
常用铁磁材料及其特性
导言： 为了在一定的励磁磁动势作用下能激励较强的磁场，
以使电机和变压器等装置的尺寸缩小、重量减轻、性 能改善，必须增加磁路的磁导率。当线圈的匝数和励 磁电流相同时，铁心线圈激发的磁通量要比空心线圈 大得多，所以电机的铁心常用磁导率较高的铁磁材料 制成。本节主要对常用的铁磁材料及其特性作简要介 绍。
2、硬磁材料 定义: 磁滞回线宽、剩磁和矫顽力都很大的铁磁材料 称为硬磁材料，由于剩磁较大，可用以制成永久磁 铁。故又称为永磁材料。 常见的有铝镍钴、铁氧体、稀土钴、钕铁硼等 。
常用铁磁材料及其特性
软磁 材料
硬磁 材料
常用铁磁材料及其特性
四、铁心损耗 1．磁滞损耗
定义: 铁磁材料置于交变磁场中时，磁 畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成 损耗，这种损耗称为磁滞损耗。
i) d 0
dt
感应电动势的方向如何 A高X低 ii) d 0
dt
A低X高 依据：愣次定律
常用物理量和定律
如何写数学表达式 e N d
dt
正方向的规定：
1)按左手螺旋关系规定正方向
＋
磁通的参考 方向朝上
左手判定 电流方向 X→A
e的正方向 从X指向A
e N d dt
i －
常用物理量和定律
•它是指电流i所形成的磁场强度。
•单位：A/m(安培/米)。
•方向：与B相同，
•大小 :
B H
磁导率
常用物理量和定律
磁导率 •反映导磁介质导磁性能的物理量。 •磁导率越大的物质，其导磁性能越好。 •单位：H/m(亨利/米) ·磁导率，决定于介质性质, 变化范围很大。 ·真空磁导率 0 4 10 7 H / m ·非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似 等于真空磁导率。
常用铁磁材料及其特性
一、铁磁物质的磁化
铁磁材料：铁、镍、钴及其合金 磁化：将铁磁材料放入磁场中，磁场会显著增强。 铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为 铁磁物质的磁化。
磁化的原因：铁磁物质内部存在着许多很小的被称 为磁畴的天然磁化区。没有外磁场时，各个磁畴排 列混乱，磁效应互相抵消，对外不显示磁性。在外 磁场的作用下，磁畴顺着外磁场方向转向，排列整 齐，显示出磁性。
常用铁磁材料及其特性
3、基本磁化曲线 定义:对同一铁磁材料， 选择不同的磁场强度进 行反复磁化，可得一系 列大小不同的磁滞回线, 再将各磁滞回线的顶点 联接起来，所得的曲线。
磁路计算时所用的磁化 曲线都是基本磁化曲线。
几种常见磁性物质的磁化曲线
B/T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 103 H/(A/m)
常用物理量和定律
·铁磁物质如铁、镍、铝及其合金，磁导率远大于 真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率 表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数.
相对磁导率 •其他导磁介质的磁导率通常用μ0的倍数来表示，即：
r0
r
0
称为导磁介质的相对磁导率。铁磁材料 的相对磁导率为2000～7000。
之间反复变化时，呈现磁滞
现象的B－H闭合曲线，称为
磁滞回线。
常用铁磁材料及其特性
矫顽力：要使Ｂ值从Br减
小到零，必须加上相应的 反向外磁场。此反向外磁
场强度称为矫顽力，用Hｃ
表示。
磁滞：铁磁材料所具有的 磁通密度Ｂ的变化滞后于 磁场强度Ｈ变化的现象， 叫做磁滞。
磁滞现象是铁磁材料的另 一个特性。Br和Hｃ是铁磁 材料的两个重要参数。
l
B
l
A
l
A
Rm
常用物理量和定律
F
Ni
l
A
Rm
F Ni —— 磁动势，单位为A；
Rm
l
A
—— 磁阻，单位为A/Wb（或H-1），它取决于 磁 路的尺寸和磁路所用材料的磁导率；
1
Rm
A l
——磁导，磁阻的倒数，单位为Wb/A（或H）。
定律内容:作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通
量Φ乘以磁阻Rm 。
(A)
未 磁 化 外加磁场
H
磁 化
(B)
常用铁磁材料及其特性
二、磁化曲线和磁滞回线
磁化曲线：磁通密度B与磁场强度H之间的关系。 1、起始磁化曲线
定义:将一块尚未磁化的 铁磁材料进行磁化，当磁 场强度H由零逐渐增大时， 磁通密度B将随之增大， 曲线B=f(H)就称为起始磁 化曲线.
常用铁磁材料及其特性
感应电动势
若磁场不变，而导体回路运动（切割磁场 线）— 动生电动势
若导体回路静止，磁场随时间变化—感生电动势
电机中
切割电动势 变压器电动势
常用物理量和定律
（1）切割电动势 原理：导体切割磁力线产生感应电动势。
e Blv
右手定则
常用物理量和定律
（2）变压器电动势 原理：和线圈交链的磁通随时间的变化而产生感应 电动势。
公式: ph Ch fBmnV
应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小， 故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。
常用铁磁材料及其特性