3.1磁场 课件 - 2022-2023学年高二下学期（中职）高教版《电工电子技术与技能》

※第三章 磁场及电磁感应 ※第一节 磁场 ※第二节 磁路的物理量 ※第三节 磁场对通电导体作用力 ※第四节 铁磁性物质 ※第五节 电磁感应 本章小结 第一节 磁场 一、磁场 二、电流的磁场 ※第三章 磁场及电磁感应 在公元11世纪，我国劳动人民在实践中用天然磁铁做成细长的小磁针，它有一头总是指向南方，另一头指向北方。人们利用它制成了可以确定南北方向的罗盘，如图所示。罗盘中间悬挂着一根能自由转动的小磁针(即指南针)。由于罗盘的发明，给航海指明了方向，推动了世界航海事业的迅猛发展。 罗盘 第一节 磁场 一、磁场 1．磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体。常见的条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁等都是人造磁体，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。 常见人造磁铁 磁针的指向 第一节 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。 说明磁极之间存在相互作用力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 磁极之间相互作用力 第一节 磁场 3．磁场 力是物质之间相互作用的结果。用手推门，门就会转动打开，这是因为力直接作用于门。上述实验中，磁极之间存在的作用力并没有直接作用，到底是什么神密的物质使得它们之间有力的作用呢？这种神密的物质就是磁场。磁极之间相互作用的磁力就是通过磁场传递的。磁场是磁体周围存在的特殊物质。磁极在自己周围的空间里产生磁场，磁场对它里面的磁极有磁场力的作用。 4.磁场方向 把小磁针放在磁场中的任一点，可以看到小磁针受磁场力的作用。静止时它的两极不再指向南北方向，而指向一个别的方向。在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同。 这个现象说明，磁场是有方向性的。 一般规定，在磁场中某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，就是该点磁场的方向。 第一节 磁场 在磁场中可以利用磁感线（也称为磁力线)来形象地表示各点的磁场方向。所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示磁场的强弱；曲线上每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，如右图所示。 若磁体周围磁场的强弱相等、方向相同，我们把它定义匀强磁场，如右图所示。 磁感线及磁场方向 匀强磁场 第一节 磁场 二、电流的磁场 1．电流的磁效应 磁铁并不是磁场的唯一来源。1820年，丹麦物理学家奥斯特做过下面的实验：放在导线旁边的小磁针，当导线通过电流时会受到力的作用而偏转。这说明通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。磁场的强弱和通电导体的电流大小、距离远近有关，电流越大，磁场越强；离导体越近，磁场越强。磁场的方向可以用安培定则（也称为右手螺旋法则）来判断。 2．安培定则 通电导体周围的磁场方向，即磁感线方向与电流的关系可以用安培定则来判断。 第一节 磁场 (1)直线电流的磁场 直线电流的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上，如图(a)所示。 磁感线方向与电流的关系用安培定则判断：用右手握住通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如图(b)所示。 (a) (b) 直线电流的磁场 第一节 磁场 (2)通电螺线管的磁场 通电螺线管表现出来的磁性类似条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极。通电螺线管的磁场方向判断方法是：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，即大拇指指向通电螺线管的N极，如图所示。 通电螺线管的磁场 第一节 磁场 （3）环形电流的磁场 如图所示是环形电流的磁场。环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。环形电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的磁感线的方向。 环形电流的磁场 第一节 磁场 $