第4章电和磁ppt课件.ppt

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1、第四章电和磁本章导读第一节磁的基本知识第二节电磁感应第三节自感和互感第四节磁路欧姆定律第五节电磁铁第六节电磁的常见物理现象下一页返回本章导读电和磁这两类基本物质是相互联系、不可分割的。奥斯特发现了电能转化为磁的电流磁效应，法拉第发现了磁能生电的规律—电磁感应定律，这两大定律是电和磁之间的基本定律。电与磁的基本定律应用广泛，很多电气设备如电机、变压器、电磁铁、电工测量仪表以及其他各种铁磁元件等都涉及电和磁的知识。本章主要介绍基本磁现象及其规律，磁场和磁路的基本概念，电磁感应现象及基本定律等内容。返回第一节磁的基本知识指南针是我国的四

2、大发明之一，是世界上最早对磁的应用。早在公元前300年，我国就发现了某种天然矿石能够吸引铁，并把它称为吸铁石。能够吸引铁、钻、镍等金属或者它们的合金的性质称为磁性，把具有磁性的物体称为磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条形、蹄形和针形等几种。下一页返回第一节磁的基本知识一、磁场与磁力线磁极是磁体两端磁性最强的区域。任何磁体都有两个磁极，而且不论怎么把磁体分割总保持两个磁极。用S表示磁体的南极，用以N表示磁体的北极。假若磁体可以任意旋转，N极总是指向地球的北极，S极总是指向地球的南极。这是因为地球也是一个大磁体

3、，地磁北极在地球南极附近，地磁南极在地球北极附近。实验证明，磁极是磁体磁性最强的地方。磁极间相互作用的规律是:同性相斥、异性相吸。磁极间的相互作用力叫做磁力。就像电荷周围存在电场一样，磁体周围也存在着磁场。磁场是一种特殊物质，它具有力和能的特征。磁场和电场同样是有方向的。在磁场中某一点，放一个能自由转动的小磁针，小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁场方向。为了形象地描述磁场引入磁力线。上一页下一页返回第一节磁的基本知识磁力线具有以下几个特征:1.磁力线的疏密程度反映了磁场的强弱。磁力线越密表示磁场越强，磁力线越疏表示磁场越弱;

4、2.磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向;3.磁力线是互不交叉的闭合曲线。在磁体外部由N极指向S级，在磁体内部由S极指向N极，如图4-1所示。二、电流产生的磁场丹麦物理学家奥斯特在1820年发现把磁针放在通电导线周围，磁针会发生偏转，如图4-2所示。这一实验表明，磁铁并不是产生磁场的唯一物质，电流能够产生磁场，即电流有磁效应。通电直导体周围磁场的强弱与电流强度有关，电流越大，磁场越强。空间某一点磁场强弱与距离导体的远近有关，距离导体越近磁场就越强。上一页下一页返回第一节磁的基本知识通电直导体的磁力线是一些以导体为圆心的同

5、心圆，并且在与导体垂直的平面上。实验表明，磁场方向与电流的方向有关，可以用右手螺旋定则(安培定则)来判定:用右手握住导线，让伸直的大拇指指向电流的方向，则其余四指所环绕的方向就是磁力线的方向。如图4-3所示。把导线一圈圈地密绕在空心圆筒上制成螺线管，通电后，由于每匝线圈产生的磁场相互叠加，因而在内部能产生较强的磁场。螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，一端为N极，另一端为S极。磁力线的方向也可以用右手螺旋定则来确定:用右手握住螺线管，让弯曲的四指与电流的方向一致，则拇指所指的方向就是螺线管内部磁力线方向(即大拇指指向通电螺线管的N极

6、)，如图4-4所示。上一页下一页返回第一节磁的基本知识三、磁通磁通这一物理量的引入则用来定量地描述在磁场中一定面积上磁力线的分布情况。为了表示磁场在空间中的分布情况，可以用磁力线的多少和疏密程度来形象描述，但它只能定性地分析。通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母少表示。它的单位为韦伯，用符号Wb表示。当面积一定时，通过该面积的磁通越大，磁场就越强。这一点在工程上有极其重要的意义。比如变压器、电磁铁等铁心材料的选用，希望其通电线圈产生的全部磁力线尽可能多地通过铁心的截面，可以提高效率

7、。上一页下一页返回第一节磁的基本知识四、磁感应强度为了研究磁场中各点的强弱和方向，我们引入磁感应强度这个物理量，用字母B来表示。垂直通过单位面积的磁力线的多少，叫做该点的磁感应强度。在均匀磁场中，磁感应强度可以表示为:上式表明，磁感应强度B等于单位面积的磁通量，所以，有时磁感应强度也叫做磁通密度。磁通量的单位为Wb，面积S的单位为扩，那么磁感应强度B的单位为T，称为特斯拉，简称特。磁力线上某点的切线方向就是该点的磁感应强度的方向。磁感应强度不但能表示某点磁场的强弱，而且还能表示该点磁场的方向，因此，磁感应强度是个矢量。上一页下一页

8、返回第一节磁的基本知识磁感应强度的大小可以用特斯拉计来进行测量。对于磁场中固定的某一点来说，磁感应强度B是个常数，而对磁场中不同位置的不同点，B可能不相同。用磁力线可形象地描述磁感应强度B的大小，B较大的地方，磁场较强，磁力线较密;B较小的地方，磁