第五章磁场和磁路复习

第五章磁场和磁路

1.理解主要物理量的物理意义，单位及他们之间的相互关系。

2.掌握右手螺旋定则，左右定则以及磁场对电流作用力的计算。

3.了解磁材料的磁性能。

4.掌握磁路欧姆定律，全电流定律的物理意义及简单直流磁路的分析和计算。

一、磁场

（1）磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。

（2）磁场力：磁体间的相互作用力称为磁场力。

（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。）

（3）磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。

（4）磁场的方向：我们规定在磁场中小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。

（5）匀强磁场：在磁场中某一区域，若磁场的大小、方向都相同，这部分磁场，称为匀强磁场。

二、磁感应线

（1）定义：磁场中画出一些曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同。

（2）特点：

a．磁感应线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。

b．磁感应线是闭合曲线；在磁体外部，磁感应线由N极出来绕到S

极；在磁体内部，磁感应线的方向由S极指向N极。

c．任意两条磁感应线不相交。

说明：磁感应线是为研究问题方便人为引入的假象曲线实际上并不存在。

（3）匀强磁场的磁感应线：匀强磁场的磁感应线是一系列疏密均匀相互平行的直线。

三、电流的磁场

1．电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定。

（a）直线电流：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的电流方向就是磁感应线的环绕方向，即磁场的方向。

（b）环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁感应线方向。

（c）通电螺线管：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指的就是螺线管内部的磁感应线方向。（右手螺旋法则）

例1 标出各图中的磁感应线方向。

例2

I

安培定则：

2． 电流的磁效应

（1） 电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。 （2

） 电流的磁效应揭示了磁现象的本质。

二、磁场的主要物理量 （1）磁感应强度B

1． 定义：在磁场中垂直与磁场方向的通电导线所受的磁场力F 与电

流I 和导线的长度L 乘积的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度。

公式表示为：

B ＝F ／

B ：（）——T （特斯拉） F ：N （牛） I ：A （安） L ：m （米）

2． 磁感应强度是一个矢量：它的方向（磁场方向）为小磁针放在该

点处静止时N 极所指的方向。

3． 匀强磁场：在磁场的某一区域里磁感应强度的大小和方向都相同。

水平放置

（2）磁通Φ

1．定义：在均匀磁场中有一个与磁场方向垂直的平面磁感应强度Ｂ与面积Ｓ的乘积叫做穿过这个面的磁通量。

2．公式：Φ→Φ（B：也称为磁通密度）

Φ：（韦伯）S：m2（米2）B：2——T（特）

（3）磁导率μ

1．磁导率是一个表示媒介质导磁性能的物理量。

（磁场中各点的磁感应强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关，而且和磁场内媒介质的性质有关。）

2．真空中的磁导率：μ0=4π×10-7

3．相对磁导率μr：任一媒介质的磁导率与真空的磁导率的比值。

μμ/μ0 →μ=μr·μ0

4．根据物质导磁性能分为：

反磁性物质：μr＜１

顺磁性物质：μr＞１

铁磁性物质：μr＞＞１

（4）磁场强度H

1．定义：磁场中某点的磁感应强度与媒介质磁导率的比值，叫做该点的磁场强度。

2．公式：μ

3．单位：（安/米）

4． 方向：在均匀媒介质中Ｈ和磁感应线Ｂ的方向一致。

5． 各点的磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关，而与

媒介质的性质无关。 三、磁场对电流的作用力F

1． 大小： θ（θ：电流方向和磁场方向的夹角） 2． 作用力的方向：（用左手定则判定）

实验确定：伸出左手，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，让磁感线垂直进入手心，并使四指指向电流的方向，这时手掌所在的平面与磁感线和导线所在的平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中受力的方向。 例题：判定下图中的受力方向或电流方向。

四、铁磁性物质的磁化 （1）铁磁性物质的磁化

B ××××××××××

×××××××××× ×××××××××× ××××××××××

××××××××××

B

F

F

B

1．磁化：本来不具磁性的物质，由于受磁场的作用而具有磁性的现象称为该物质被磁化。应用：应用于电子和电气设备中，如变压器、继电器、电机等。采用相对磁导率高的铁磁性物质作为绕组的铁心。

2.磁滞回线：在交变磁场中，曲线经过多次循环，得到一个封闭的

对称于原点的闭合曲线，叫做磁滞回线。

3.磁滞现象：在整个过程中B的变化总是落后于H的变化。

4.磁滞损耗：铁磁性物质的反复交变磁化会损耗一定的能量，这种

损耗称作磁滞损耗。

5.铁磁性物质的磁性能：高导磁性、磁滞性、磁饱和性。

6.铁磁性物质的分类

（1）软磁性物质：磁滞回线窄而陡，回线所包围的面积比较小。（电机、变压器、仪表、电磁铁铁芯）

（2）硬磁性物质：磁滞回线宽而平，回线所包围的面积比较大。（永久磁铁）

（3）矩磁性物质：具有矩形磁滞回线的铁磁性物质。

五、磁路的基本概念

1.磁路：磁通经过的闭合路径叫做磁路。

无分支磁路：经过每一截面的磁通都相等

2.磁路欧姆定律：

（1）磁动势：我们把通过线圈的电流和线圈的匝数乘积称为磁动势。