磁与电磁感应ppt课件
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第三章磁场及电磁感应-PPT
一、铁磁物质得磁化 二、铁磁材料分类
第四节 铁磁性物质
生活中使用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上得螺钉很容 易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁(如音箱扬声器) 上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但就是当拿磁铁去 吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来,您知道产 生这些现象得原因吗？
一、铁磁物质得磁化 1、物质分类 根据磁导率得大小不同,可将物质分成三类:略大于1 得物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l得物 质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质与反磁物 质统称为非铁磁物质。远大于1得物质称为铁磁性物质, 如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。
第一节 磁场
在磁场中可以利用磁感
线(也称为磁力线)来形象地表 示各点得磁场方向。所谓磁 感线,就就是在磁场中画出得 一些曲线,曲线得疏密程度表 示磁场得强弱;曲线上每一点 得切线方向,都跟该点得磁场 方向相同,如右图所示。
磁感线及磁场方向
若磁体周围磁场得强弱相等、方 向相同,我们把它定义匀强磁场,如右 图所示。
罗盘
第一节 磁场
一、磁场 1、磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍 等物质得性质叫磁性。具有磁性得 物体叫磁体。磁体分为天然磁体与 人造磁体。常见得条形磁铁、马蹄 形磁铁与针形磁铁等都就是人造磁 体,如右图所示。
2、磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强得地方叫 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极与S极总就是成对出现并且强度 相等,不存在独立得N极与S极。
常见人造磁铁 磁针得指向
第一节 磁场 当用一个条形磁铁靠近一个悬挂得小磁针(或条形磁铁)时,如
图所示。我们发现:当条形磁铁得N极靠近小磁针得N极时,小磁针N 极一端马上被排斥;当条形磁铁得N极靠近小磁针得S极时,小磁针S 极一端立刻被条形磁铁吸引。
第四节 铁磁性物质
生活中使用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上得螺钉很容 易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁(如音箱扬声器) 上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但就是当拿磁铁去 吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来,您知道产 生这些现象得原因吗？
一、铁磁物质得磁化 1、物质分类 根据磁导率得大小不同,可将物质分成三类:略大于1 得物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l得物 质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质与反磁物 质统称为非铁磁物质。远大于1得物质称为铁磁性物质, 如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。
第一节 磁场
在磁场中可以利用磁感
线(也称为磁力线)来形象地表 示各点得磁场方向。所谓磁 感线,就就是在磁场中画出得 一些曲线,曲线得疏密程度表 示磁场得强弱;曲线上每一点 得切线方向,都跟该点得磁场 方向相同,如右图所示。
磁感线及磁场方向
若磁体周围磁场得强弱相等、方 向相同,我们把它定义匀强磁场,如右 图所示。
罗盘
第一节 磁场
一、磁场 1、磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍 等物质得性质叫磁性。具有磁性得 物体叫磁体。磁体分为天然磁体与 人造磁体。常见得条形磁铁、马蹄 形磁铁与针形磁铁等都就是人造磁 体,如右图所示。
2、磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强得地方叫 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极与S极总就是成对出现并且强度 相等,不存在独立得N极与S极。
常见人造磁铁 磁针得指向
第一节 磁场 当用一个条形磁铁靠近一个悬挂得小磁针(或条形磁铁)时,如
图所示。我们发现:当条形磁铁得N极靠近小磁针得N极时,小磁针N 极一端马上被排斥;当条形磁铁得N极靠近小磁针得S极时,小磁针S 极一端立刻被条形磁铁吸引。
大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版
的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场
电磁感应定律PPT课件
21 B1 I1
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
12
互感电动势
N 221 M21I1
N112 M12 I2
21
M 21
dI1 dt
12
M 12
dI 2 dt
N1 N2
互感系数 M12 M 21 M
21 M
dI1 dt
12
M
dI 2 dt
.
21
例 11-11 在磁导率为 的均匀无限大的磁介质中，一
无限长直导线与一宽、长分别为b 和 l 的矩形线圈共
.
26
3 麦克斯韦方程组的积分形式
（Maxwell equations）
麦
电场
LE
dl
S
B t
dS
变化磁场可以 激发涡旋电场
克 斯
S D dS qi i
电场是有源场
韦 方 程
H dl
L
(
s
jc
D ) t
ds
传导电流和 变化电场可 以激发磁场
组 磁场
B dS 0 S
I2
互感线圈周围没有铁磁质时其互感系数是常数，仅
取决于线圈的结构、相对位置和磁介质。
2
M
dI1 dt
1
M
dI2 dt
M、L的单位：H
.
30
五、磁场的能量
自感磁能:
Wm
1 LI 2
2
磁场能量密度:
wm
B2
2
1 H 2
2
1 BH 2
磁场的能量:
Wm V wmdV
.
31
六、麦克斯韦的电磁场理论
（D）电子受到洛伦兹力而减速。
a
[A ]
F洛
a
电磁感应(20张ppt)
（3）线框绕轴线AB转动（图丙）。
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
2．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲）， 然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？ 为什么？
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
3、 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内， 闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在什么时候 有感应电流？什么时候没有感应电流？为什么？
孙正林 泰州市第三高级中学
开启智慧之门
一、电磁感应的探索历程 1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导 线周围的小磁针发生偏转，从而发现电流的磁 效应．
开启智慧之门
2．法拉第发现“磁生电” 1831年，英国物理学家法拉第发现
了电磁感应现象．
电源
G
开启智慧之门
奥斯特梦圆 : “电”生“磁” (机遇总是垂青那些有准备的人）
法拉第心系： “磁”生“电” （成功总是属于那些坚持不懈的人）
探究智慧之源
二、探究感应电流产生的条件
实验1：
如何才能在回路中 产生感应电流？
实验操作 表针是否摆动
导体棒左移 是 导体棒右移 是 导体棒不动 否 导体棒上移 否 导体棒下移 否
结论：闭合回路的部分导体在磁场
中切割磁感线
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁 从线圈中拔出
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
磁铁的运 指针是
动
否摆动
N极插入线 圈
是
N极停在线 否 圈中
N极从线圈 中抽出
是
磁铁的运 指针是
动
否摆动
S极插入线 圈
是
S极停在线
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
2．如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲）， 然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？ 为什么？
生成智慧之果
三、感应电流产生的条件应用
3、 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内， 闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置2。线圈在什么时候 有感应电流？什么时候没有感应电流？为什么？
孙正林 泰州市第三高级中学
开启智慧之门
一、电磁感应的探索历程 1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导 线周围的小磁针发生偏转，从而发现电流的磁 效应．
开启智慧之门
2．法拉第发现“磁生电” 1831年，英国物理学家法拉第发现
了电磁感应现象．
电源
G
开启智慧之门
奥斯特梦圆 : “电”生“磁” (机遇总是垂青那些有准备的人）
法拉第心系： “磁”生“电” （成功总是属于那些坚持不懈的人）
探究智慧之源
二、探究感应电流产生的条件
实验1：
如何才能在回路中 产生感应电流？
实验操作 表针是否摆动
导体棒左移 是 导体棒右移 是 导体棒不动 否 导体棒上移 否 导体棒下移 否
结论：闭合回路的部分导体在磁场
中切割磁感线
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁 从线圈中拔出
实验2：向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
磁铁的运 指针是
动
否摆动
N极插入线 圈
是
N极停在线 否 圈中
N极从线圈 中抽出
是
磁铁的运 指针是
动
否摆动
S极插入线 圈
是
S极停在线
电磁感应现象及应用ppt课件
2．产生感应电流的条件
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
导体棒静止 导体棒平行磁感
线运动 导体棒切割磁感
线运动
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
法拉第发现的电磁感应使人们对电 和磁内在联系的认识更加完善，宣告 了电磁学作为一门统一学科的诞生， 为电磁学的发展作出了重大贡献。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
导体棒静止 导体棒平行磁感
线运动 导体棒切割磁感
线运动
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
法拉第发现的电磁感应使人们对电 和磁内在联系的认识更加完善，宣告 了电磁学作为一门统一学科的诞生， 为电磁学的发展作出了重大贡献。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
《电磁感应现象》课件
4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。
电磁感应优秀课件
自感系数
电磁感应
对于一个任意的回路
L
d dt
d dI
dI dt
L
L
dI dt
L dΨ Ψ dI I
自感（系数）的物理意义：
① L dΨ Ψ dI I
在数值上等于回路中通过单位电流时， 通过自身回路所包围面积的磁通链数。
电磁感应
②
L
d
dt
d( LI ) L dI I dL
解： r R E涡 • dl L
B
•
dS
t
S
分布。 E
L E涡dl
S
B dS t
dB
R L E
d
t
E r
0
B E
E涡
2r
dB dt
r 2
E涡
r 2
dB dt
方向：逆时针
电磁感应
r R
L E涡 •
dl
S'
B t
•
dS
在圆柱体外，由于
l H • dl NI
H 2r NI
H NI 2r
I
R2 R1
B NI
2r
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
h
r dr
电磁感应
d
B
•
dS
NI
hdr
2r
d
NIh 2
R2
R1
dr r
NIh ln( R2 )
2
R1
N N 2Ih ln( R2 )
2
R1
L
N 2h
ln(
R2
)
I 2
R1
电磁感应
电磁感应PPT课件(初中科学)
认识一个新朋 友
(2)闭合开关.此时,灵敏电流计指针向 __________(左或右)偏转.
(3)改变电流流入灵敏电流计的方向,重复实 验,灵敏电流计指针偏转方向与本来 _________ (相同或相反).
检验电路中是否有微
灵敏电流计的作用： 弱的电流
根据指针偏转方向判断 电流的方向.
假如我是法拉第……
没有，但导体两端有感应电压。 所以切割磁感线的导体相当于？
探究：影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与切割磁感线的方向有关
3、设计实验方案：
探究：影响感应电流方向的因素
表1：
磁极位置
N上S下
闭合电路的一部分导 体在磁场中
用什么表示?
用G表示
b.灵敏电流计的0刻度在表盘中的什么位置? 在表盘的中间位置. 指针能否只能向右偏转? 猜想:指针向左或右是由什么决定的? c.灵敏电流计的量程
认识一个新朋 友
活动二. 目的：电流方向与灵敏电流计指针偏转 方向的关系.
步骤：（1）根据电路图连接电路
注意：连接时开关处于什么状态？
说明
1、什么是电磁感应:
闭合电路的一部分导体放到磁场里做切 割
磁感线运动时,导体中就会产生电流.
这种现象叫电磁感应现象
产生的电流就是感应电流
利用这一 现象可以制成 发电机,
实现了机械能转化为电能
2、产生感应电流的条件
ａ、导体是闭合电路的一部分
ｂ、导体在磁场中做切割磁感线运动
电路不闭合，导 线不会有感应电流！
奥斯特实验： 通电导线周围存在磁场
电流
磁场
电磁感应现象及应用ppt课件
课堂小结
1. 划时代的发现 法拉第——电磁感应——感应电流
2. 产生感应电流的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感 应电流。
3. 电磁感应现象的应用 发电机、变压器、电磁炉
3. 法拉第最初发现“电磁感应现象”的实验情景简化如图所示，在正确操 作的情况下，得到符合实验事实的选项是（ ） A．闭合开关的瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．通电状态下，断开与电源相连线圈的瞬间，电流计指针有偏转 D．将绕线的铁环换成木环后，闭合或断开开关瞬间，电流计指针无偏 转
例：关于感应电流，下列说法中正确的是（ ） A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中 一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感 应电流
2.产生感应电流的条件 （3）感应电流产生的条件：
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就 产生感应电流。 思考：能引起磁通量发生变化的原因有哪些？ a.由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化。 b.磁场不变，由于闭合回路的面积S变化而引起磁通量的变化。 c.闭合回路的磁场和面积S同时变化而引起磁通量的变化。 d.闭合回路与磁场间的夹角变化而引起磁通量的变化。
（2）实验分析：
条形磁体运动
电路中是否产生感应
电流表指针是否摆动
电流
N/S极插入线圈
是
是
N/S极停在线圈中
否
否
N/S极从线圈中拔出
是
是
条形磁体插入线圈时，线圈中的磁场由弱变强，条形磁体从线圈中 拔出时，线圈中的磁场由强变弱，即通过线圈的磁场强弱发生变化 时，会产生感应电流。2.产生感应流的条件（2）实验分析：
大学物理电磁感应(PPT课件)
路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势正比于 磁通量对时间变化率的负值。
i
k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
-N d - d(N) - d
dt
dt
dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
L A O B
εi
d
dt
1 BL2 dθ 1 BL2ω
2
dt 2
<
0
动生电动势方向：A O O端电势高
例17.5 在空间均匀的磁场B Bz中，长为L的导
线ab绕z轴以 匀速旋转，导线ab与z轴夹角为
求：导线ab中的电动势。
解：建坐标，在坐标l 处取dl
B
该段导线运动速度垂直纸面向内
dΦ
1 R (Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
b
结 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的 论 导体没有动生电动势。
2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路， 构成回路仅是形成电流的必要条件。
3、要产生动生电动势，导体必须切割磁感线。
导线AB在单位时间内 扫过的面积为：
ABBA vl
i
k
dΦ dt
在国际单位制中：k = 1
法拉第电磁感应定律
式中负号表示感应电动势方向与磁通量变化的关系。
注： 若回路是 N 匝密绕线圈
-N d - d(N) - d
dt
dt
dt
NΦ
磁通链数
二、电磁感应规律 2. 楞次定律 闭合回路中感应电流的磁场总是要反抗引起
L A O B
εi
d
dt
1 BL2 dθ 1 BL2ω
2
dt 2
<
0
动生电动势方向：A O O端电势高
例17.5 在空间均匀的磁场B Bz中，长为L的导
线ab绕z轴以 匀速旋转，导线ab与z轴夹角为
求：导线ab中的电动势。
解：建坐标，在坐标l 处取dl
B
该段导线运动速度垂直纸面向内
dΦ
1 R (Φ1
Φ2 )
q只与磁通量的改变量有关，与磁通量改变快慢无关。
例17.1 设有长方形回路放置在稳恒磁场中，ab边可以 左右滑动，如图磁场方向与回路平面垂直，设导体以
速度 v 向右运动，求回路上感应电动势的大小及方向。
解：取顺时针为回路绕向， ×c × × × b × ×
ε 设ab = l，da = x，则通过回路 × ×L × × ×v ×
b
结 1、动生电动势只存在于运动的导体上，不运动的 论 导体没有动生电动势。
2、电动势的产生并不要求导体必须构成回路， 构成回路仅是形成电流的必要条件。
3、要产生动生电动势，导体必须切割磁感线。
导线AB在单位时间内 扫过的面积为：
ABBA vl
电磁感应课件ppt
右手定则在直流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
THANKS
楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
用于判断电流方向与磁场方向的关系。
右手定则在交流电中的应用
用于判断电流方向与磁场方向的关系，但需注意交流电的矢量性。
楞次定律与右手定则的实例
楞次定律的实例
当一个条形磁铁插入线圈时，线 圈中会产生抵抗磁通变化的感应 电流，从而阻碍磁铁的插入。
右手定则的实例
当直流电通过一个线圈时，用右 手握住线圈，拇指指向电流方向 ，四指指向即为磁场方向。
法拉第电磁感应定律
说明电磁感应现象，磁场可由 电场感应产生，而电场也可由
磁场感应产生。
麦克斯韦方程组的实例
静电场的电势分布
通过电势分布来描述静电场的性质和规律 。
恒定电流的磁场
描述恒定电流产生的磁场分布和性质，如 磁感线的形状和方向。
电磁感应现象
如发电机的工作原理，磁场感应电场，电 场感应磁场等。
• 安培环路定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{E} = -\frac{\partial \overset{\longrightarrow}{B}}{\partial t}$ • 法拉第电磁感应定律：$ • abla \times \overset{\longrightarrow}{B} = \mu_{0}\overset{\longrightarrow}{J} + \frac{\partial
VS
详细描述
将一根导线置于磁场中，并通以交变电流 ，根据右手定则，用右手握住导线，让大 拇指指向电流方向，四指的弯曲方向就是 磁场方向。在实验中，可以通过观察电流 表指针的偏转方向来验证右手定则。
谢谢您的聆听
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楞次定律的表述
感应电流的方向总是要使感应电动势反抗 引起感应电流的原磁场的磁通变化。
《电磁感应现象及应用》PPT优质课件
电磁感应现象及应用
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解． 公式：
2．磁感应强度的大小及方向的判定． 3．对磁通量的理解与计算. 公式：Φ＝BS
电磁感应的探索历程
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应． 2．“磁生电”的发现
到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A．n(B2－B1)S
B．n(B2＋B1)S
C．(B2－B1)S
D．(B2＋B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2＝B2S，初状态的磁通量 Φ1＝－B1S，则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ＝(B2＋B1)S，故 D 正确，A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动： A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad 边向里)，D.从纸面向纸外 做平动，E.向上平动(E 线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？
A
B
C
D
E
思路点拨：根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过 程中，线圈中的磁通量( )
A．是增加的 C．先增加，后减少
B．是减少的 D．先减少，后增加
思路点拨：解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况， 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。D 选 项正确。]
电磁感应(PPT课件(初中科学)24)
电磁感应
不夜城，灯火通明，风景诱人。 你有没有想过这电是如何得到的呢?
这应追溯到奥斯特实验
奥斯特实验
电流
磁场
？
英国科学家法拉第，经过十
年坚持不懈的努力，终于在 1831年成功地利用磁场获得 电流
如何让磁场能产生电流
实验器材 蹄形磁铁 —— 提供磁场
导 线 —— 电流的载体 开 关 —— 控制电路通断
但导体两端有电压！
感应电压
影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与导体的运动方向有关
3、设计实验方案：
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
磁极位置 N上S下
闭合电路的一 部分导体在磁 场中
向右切割磁 感线
向左切割磁 感线
如下图所示，要想此闭合电路中能产生 感应电流，导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动 B.水平向右运动 C.水平向外运动
要改变导体在磁场中产生感应电流的方 向，下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方 向
C.改变切割磁感线的速度
D.只改变磁场方向或切割磁感线方向
电流表指针偏转 方向
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
闭合电路的一 部分导体在磁
磁极位置
场中
向右切割磁感 N上S下 线 N下S上
灵敏电流计指 针偏转方向
（1）感应电流方向与 导体的运动方向有关
（2）感应电流方向与 磁场方向有关
二、影响感应电流方向的因素
1、导体中的感应电流方向与磁场方向有关， 与导体的运动方向有关 2、当导体的运动方向不变时，改变磁场方 向，感应电流方向与本来相反；当磁场方向 不变时，改变导体运动方向，感应电流方向 与本来相反
不夜城，灯火通明，风景诱人。 你有没有想过这电是如何得到的呢?
这应追溯到奥斯特实验
奥斯特实验
电流
磁场
？
英国科学家法拉第，经过十
年坚持不懈的努力，终于在 1831年成功地利用磁场获得 电流
如何让磁场能产生电流
实验器材 蹄形磁铁 —— 提供磁场
导 线 —— 电流的载体 开 关 —— 控制电路通断
但导体两端有电压！
感应电压
影响感应电流方向的因素
1、提出问题： 感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设： 可能与磁场方向有关 可能与导体的运动方向有关
3、设计实验方案：
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
磁极位置 N上S下
闭合电路的一 部分导体在磁 场中
向右切割磁 感线
向左切割磁 感线
如下图所示，要想此闭合电路中能产生 感应电流，导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动 B.水平向右运动 C.水平向外运动
要改变导体在磁场中产生感应电流的方 向，下面哪种做法是正确的( )
A.改变磁场强弱
B.同时改变磁场方向和切割磁感线的方 向
C.改变切割磁感线的速度
D.只改变磁场方向或切割磁感线方向
电流表指针偏转 方向
影响感应电流方向的因素
4、设计实验记录表：
闭合电路的一 部分导体在磁
磁极位置
场中
向右切割磁感 N上S下 线 N下S上
灵敏电流计指 针偏转方向
（1）感应电流方向与 导体的运动方向有关
（2）感应电流方向与 磁场方向有关
二、影响感应电流方向的因素
1、导体中的感应电流方向与磁场方向有关， 与导体的运动方向有关 2、当导体的运动方向不变时，改变磁场方 向，感应电流方向与本来相反；当磁场方向 不变时，改变导体运动方向，感应电流方向 与本来相反
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第三节 磁路的基本定律
上式与电路中的欧姆定律在形式上相似，与磁路对照如下：
磁路
电路
I
磁动势 F 磁通 Φ
电动势 E 电流 I
I
N
磁感应强度B 电流密度 J 磁阻 R= l / S 电阻 R= l / γS
+
–E
R
F
Rm
I E R
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第三节 磁路的基本定律
04π107H/m
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0H
B B0
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第一节 磁场的基本概念及物理量
相对磁导率：
r
HB 0 0H B0
• 上式说明，在同样电流的情况下，磁场空间某点
的磁感应强度与该点媒质的磁导率有关，若媒质
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第一节 磁场的基本概念及物理量
一、磁感应强度
磁感应强度 B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和 方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷) 有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。
电流(或运动电荷)
磁场
电流(或运动电荷)
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• 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
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第三节 磁路的基本定律
a)
b)
c)
图3-6 各种磁路
a) 直流电机磁路 b) 变压器磁路 c) 电磁铁磁路
磁通的单位是韦伯 (Wb)，在工程中常用电磁制单位
麦克斯韦 (Mx)，两者关系为
1Wb108Mx 根据电磁感应公式 e
N
d
dt
磁通的单位为伏·秒 (V·s)，由此，磁感应强度的单
位也可表示为韦伯每平方米 (Wb/m2)。
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物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
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按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料 一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用 的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料 一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴 合金等。 (3)矩磁材料 在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和 逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。
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第三节 磁路的基本定律
一、安培环路定律
安培环路定律：磁场强度矢量
在磁场中沿任何闭合回路的线 Hdl I
积分，等于穿过该闭合回路所 l 包围面积内电流的代数和
计算电流代数和时，与绕行方 向符合右手螺旋定则的电流取
正号，反之取负号。若闭合回 Hl IN IF
的磁导率为μ，则磁感应强度 B 将是真空中磁感
应强度的μr倍。 自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上
可分为磁性材料和非磁性材料两大类。
•非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1； •磁性材料的相对磁导率则很大。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
四、磁场强度
• 磁它与场磁强感度应H强是度计矢算量磁的场关时系常为用的H 物理B量/，也是矢量。
右图所示继电器的磁路就是由三段 l2
串联
B 1/S1 B 2/S2
S2
I
0
1
S0 S1
l1
S1
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第三节 磁路的基本定律
气隙中的磁场强度H0
H 0B 0/ 04 B 1 0 7 0A /m2
I 0
1
B0的单位为特斯拉，若用高 l2
S0 S1
l1
第三章 磁与电磁感应
[能力目标] 1.能用电磁学基本原理解释电流磁效应、 电磁力现象及自感与互感；
2.能解释点火线圈的工作原理。
[知识目标] 1.能理解磁场的四个基本物理量； 2.了解基本电磁现象； 3.掌握磁路的基本定律； 4.掌握点火线圈的基本工作原理。
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第三章 磁与电磁感应
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的
一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整 齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴 排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外 磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
斯为单位，则
S2
S1
H 04 B 1 0 3 08B 0 0(A /m )
0.8B 0(A /c)m 然后计算各段磁路的磁压降 Hl，进而求出磁路的 磁动势，应用磁路欧姆定律对磁路进行分析。
磁体周围存在磁力作用的空间，当另一磁体或通电导体置入该 空间时，就要受到磁力的作用，人们通常把这个磁力空间叫磁场。 磁场具有力和能的性质，因而它是一种物质。但它又与其他物质不 一样，它没有构成物质的分子或原子。所以，磁场是存在于磁体周 围空间的一种特殊物质。
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磁场力和能的性质可以通过磁场方向和强弱表示出来。一般情况下， 磁场各处的强弱和方向都是不同的。为了形象地表示磁场在空间各点的 强弱和方向，人们根据铁屑在磁体周围磁场的作用下有规则地排列的启 示图3-1-2（a），想像出磁感线。所谓磁感线，就是一条条从磁体北极 沿磁体周围空间到磁体南极，然后再通过磁体内部回到北极的闭合曲线。 曲线上每一点的切线方向（即小磁针N极在该点的指向）就表示该点的 磁场方向，曲线在某处的疏密程度（单位面积内的磁感线条数）就表示 该处的磁场强弱，如图3-1-2（b）所示。
二、磁路的欧姆定律
计算磁路问题时，可以应用上面介绍的磁路欧姆定律，但
由于磁路的磁导率μ不是常数(随励磁电流而变)，往往要借 助于磁场强度H这个物理量。
H IN l
或
INHl
若磁路不均匀，由不同材料构成，则磁 路的磁阻应由不同的几段串联而成，即
I H N 1 l 1 H 2 l 2 ( H l ) 2
Il q lqv
t
B Fmax qv
如同洛理仑，v兹、 力B 和 公F 式所三表个示矢量F也构qv成右B 旋系关系。
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二. 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
磁场的方向，由 Il、 B和 F三个矢量成右旋系的
的关系来定义。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
a）
b)
图3-3 带电导体在磁场中的受力
a）导体受到的作用力 b) 左手定则
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第一节 磁场的基本概念及物理量
当然，对磁感应强度的定义也可从运动电荷的角
度进行定义。
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磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备 中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都 放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大 的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强 度。
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
• 用磁力线描述磁场，磁力线密度就反映磁场的大小。
• 通过某一面积的磁力线总数应表示通过该面积的磁 通的大小。
• 由于磁通的连续性，磁力线是闭合的空间曲线。
的绕行方向。于是
HdlH xlx2xH x
x H
x
l
I IN
S
Hx
ININ 2x lx
I
其中N 为线圈的匝数；Hx 是半径为 x 处的磁场强度 。
乘积 I N 是产生磁通的原因，称为磁动势，用F 表示。
FIN
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第二节 电流的磁效应
图3-4 直线载流导体周围磁场
第一节 磁场的基本概念及物理量
磁感应强度 B 的大小及方向：
电流强度为 I 长度为 l 的电流元，在磁场中将受
到·l 的大小有关，还与其方向有关。 当 l 的方向与 B 的方向垂直时电流元受力为最大
F = F max ，此时规定，磁场的大小
B Fmax B 的单位为特斯拉(T) Il
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a)
b)
c)
图3-1 磁力线
a)磁铁的磁力线 b)同极性磁极相互排斥 c)异极性磁极相互吸引
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非磁性材料 如空气、木材、纸、铝等。
铁磁性材料 如铁、钴、镍及其合金等。
所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁 性材料制成的铁心上。
注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。
图3-5 螺旋载流导体周围磁场
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磁路的分析方法
磁路的概念
第三节 磁路的基本定律
上式与电路中的欧姆定律在形式上相似，与磁路对照如下：
磁路
电路
I
磁动势 F 磁通 Φ
电动势 E 电流 I
I
N
磁感应强度B 电流密度 J 磁阻 R= l / S 电阻 R= l / γS
+
–E
R
F
Rm
I E R
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第三节 磁路的基本定律
04π107H/m
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0H
B B0
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第一节 磁场的基本概念及物理量
相对磁导率：
r
HB 0 0H B0
• 上式说明，在同样电流的情况下，磁场空间某点
的磁感应强度与该点媒质的磁导率有关，若媒质
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第一节 磁场的基本概念及物理量
一、磁感应强度
磁感应强度 B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和 方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷) 有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。
电流(或运动电荷)
磁场
电流(或运动电荷)
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• 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
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第三节 磁路的基本定律
a)
b)
c)
图3-6 各种磁路
a) 直流电机磁路 b) 变压器磁路 c) 电磁铁磁路
磁通的单位是韦伯 (Wb)，在工程中常用电磁制单位
麦克斯韦 (Mx)，两者关系为
1Wb108Mx 根据电磁感应公式 e
N
d
dt
磁通的单位为伏·秒 (V·s)，由此，磁感应强度的单
位也可表示为韦伯每平方米 (Wb/m2)。
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物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
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按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料 一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用 的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料 一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴 合金等。 (3)矩磁材料 在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和 逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。
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第三节 磁路的基本定律
一、安培环路定律
安培环路定律：磁场强度矢量
在磁场中沿任何闭合回路的线 Hdl I
积分，等于穿过该闭合回路所 l 包围面积内电流的代数和
计算电流代数和时，与绕行方 向符合右手螺旋定则的电流取
正号，反之取负号。若闭合回 Hl IN IF
的磁导率为μ，则磁感应强度 B 将是真空中磁感
应强度的μr倍。 自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上
可分为磁性材料和非磁性材料两大类。
•非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1； •磁性材料的相对磁导率则很大。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
四、磁场强度
• 磁它与场磁强感度应H强是度计矢算量磁的场关时系常为用的H 物理B量/，也是矢量。
右图所示继电器的磁路就是由三段 l2
串联
B 1/S1 B 2/S2
S2
I
0
1
S0 S1
l1
S1
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第三节 磁路的基本定律
气隙中的磁场强度H0
H 0B 0/ 04 B 1 0 7 0A /m2
I 0
1
B0的单位为特斯拉，若用高 l2
S0 S1
l1
第三章 磁与电磁感应
[能力目标] 1.能用电磁学基本原理解释电流磁效应、 电磁力现象及自感与互感；
2.能解释点火线圈的工作原理。
[知识目标] 1.能理解磁场的四个基本物理量； 2.了解基本电磁现象； 3.掌握磁路的基本定律； 4.掌握点火线圈的基本工作原理。
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第三章 磁与电磁感应
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的
一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整 齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴 排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外 磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
斯为单位，则
S2
S1
H 04 B 1 0 3 08B 0 0(A /m )
0.8B 0(A /c)m 然后计算各段磁路的磁压降 Hl，进而求出磁路的 磁动势，应用磁路欧姆定律对磁路进行分析。
磁体周围存在磁力作用的空间，当另一磁体或通电导体置入该 空间时，就要受到磁力的作用，人们通常把这个磁力空间叫磁场。 磁场具有力和能的性质，因而它是一种物质。但它又与其他物质不 一样，它没有构成物质的分子或原子。所以，磁场是存在于磁体周 围空间的一种特殊物质。
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磁场力和能的性质可以通过磁场方向和强弱表示出来。一般情况下， 磁场各处的强弱和方向都是不同的。为了形象地表示磁场在空间各点的 强弱和方向，人们根据铁屑在磁体周围磁场的作用下有规则地排列的启 示图3-1-2（a），想像出磁感线。所谓磁感线，就是一条条从磁体北极 沿磁体周围空间到磁体南极，然后再通过磁体内部回到北极的闭合曲线。 曲线上每一点的切线方向（即小磁针N极在该点的指向）就表示该点的 磁场方向，曲线在某处的疏密程度（单位面积内的磁感线条数）就表示 该处的磁场强弱，如图3-1-2（b）所示。
二、磁路的欧姆定律
计算磁路问题时，可以应用上面介绍的磁路欧姆定律，但
由于磁路的磁导率μ不是常数(随励磁电流而变)，往往要借 助于磁场强度H这个物理量。
H IN l
或
INHl
若磁路不均匀，由不同材料构成，则磁 路的磁阻应由不同的几段串联而成，即
I H N 1 l 1 H 2 l 2 ( H l ) 2
Il q lqv
t
B Fmax qv
如同洛理仑，v兹、 力B 和 公F 式所三表个示矢量F也构qv成右B 旋系关系。
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二. 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
磁场的方向，由 Il、 B和 F三个矢量成右旋系的
的关系来定义。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
a）
b)
图3-3 带电导体在磁场中的受力
a）导体受到的作用力 b) 左手定则
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第一节 磁场的基本概念及物理量
当然，对磁感应强度的定义也可从运动电荷的角
度进行定义。
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磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备 中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都 放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大 的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强 度。
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
。
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第一节 磁场的基本概念及物理量
• 用磁力线描述磁场，磁力线密度就反映磁场的大小。
• 通过某一面积的磁力线总数应表示通过该面积的磁 通的大小。
• 由于磁通的连续性，磁力线是闭合的空间曲线。
的绕行方向。于是
HdlH xlx2xH x
x H
x
l
I IN
S
Hx
ININ 2x lx
I
其中N 为线圈的匝数；Hx 是半径为 x 处的磁场强度 。
乘积 I N 是产生磁通的原因，称为磁动势，用F 表示。
FIN
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第二节 电流的磁效应
图3-4 直线载流导体周围磁场
第一节 磁场的基本概念及物理量
磁感应强度 B 的大小及方向：
电流强度为 I 长度为 l 的电流元，在磁场中将受
到·l 的大小有关，还与其方向有关。 当 l 的方向与 B 的方向垂直时电流元受力为最大
F = F max ，此时规定，磁场的大小
B Fmax B 的单位为特斯拉(T) Il
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a)
b)
c)
图3-1 磁力线
a)磁铁的磁力线 b)同极性磁极相互排斥 c)异极性磁极相互吸引
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非磁性材料 如空气、木材、纸、铝等。
铁磁性材料 如铁、钴、镍及其合金等。
所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁 性材料制成的铁心上。
注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。
图3-5 螺旋载流导体周围磁场
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磁路的分析方法
磁路的概念