2—2 磁场对电流的作用（ 课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（劳动版）

1 2—2 磁场对电流的作用 1．会应用左手定则判断通电直导体在磁场中所受电磁力的方向。 2．理解直流电动机的工作原理。 3．了解霍尔元件的特性及其在汽车电路中的应用。 学习目标 2 2—2 磁场对电流的作用 一、磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 三、磁感应强度 四、磁通 五、磁导率 六、铁磁材料的分类和应用 3 2—2 磁场对电流的作用 一、磁场对电流的作用 图左手定则两个永久磁铁相互靠近，由于磁场彼此作用，它们相互间具有作用力。电流通过导体，在导体周围会产生磁场，若将它放进另一个永久磁铁的磁场中，显然也会受到作用力，这个力称为电磁力。 通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。 左手定则 4 2—2 磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 利用磁场对电流的作用，人们制成了电动机。图所示为直流电动机的原理图。 直流电动机原理图 5 2—2 磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 图所示为实际应用的直流电动机的结构图，它主要由定子绕组（又称励磁绕组、永磁磁极）、转子、电刷和换向器等组成。 直流电动机结构图 6 2—2 磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 汽车上用到的直流电动机有很多，其中汽车起动机内是一个功率较大的电动机，如图所示。 汽车起动机 7 2—2 磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 此外，还有多个功率较小的微型直流电动机，如图所示。 汽车用微型直流电动机 a)头枕座椅用电动机 b)刮水器电动机 c)音响用微型电动机 8 2—2 磁场对电流的作用 二、直流电动机的工作原理 许多利用永久磁铁来使通电线圈偏转的磁电式仪表，也都是利用这一原理制成的，如图所示。 磁电式仪表 9 2—3 电磁感应 1．理解感应电动势的概念，会应用右手定则确定感应电动势的方向。 2．了解楞次定律、法拉第电磁感应定律。 3．了解发电机的工作原理。 4．了解自感和互感的应用，会判断互感线圈的同名端。 5．了解涡流的利与害。 学习目标 10 2—3 电磁感应 一、电磁感应现象 二、感应电动势 三、自感 四、互感 11 2—3 电磁感应 一、电磁感应现象 在图所示实验中，当导体垂直于磁感线在水平方向做切割磁感线运动时，可以明显地观察到检流计指针有偏转，这说明导体回路中有电流通过。而当导体平行于磁感线方向运动时，检流计指针不偏转，说明导体回路中不产生电流。 导体切割磁感线 12 2—3 电磁感应 一、电磁感应现象 在图所示实验中，当用一块条形磁铁快速插入线圈时，会观察到检流计指针向一个方向偏转；如果条形磁铁在线圈内静止不动，检流计指针不偏转；当将条形磁铁由线圈中迅速拔出时，又会观察到检流计指针向另一方向偏转。 条形磁铁快速插入和拔出线圈 13 2—3 电磁感应 二、感应电动势 右手定则 1．直导体中的感应电动势 （1）感应电动势的方向 做切割磁感线运动的导体产生的感应电动势的方向可由右手定则来确定：伸平右手，伸直四指，并使拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过掌心，使拇指指向导体运动方向，则四指所指的方向就是感应电动势的方向（或感应电流的方向），如图所示。 14 2—3 电磁感应 导体运动方向与磁感线方 向有一个夹角α 1．直导体中的感应电动势 （2）感应电动势的大小 如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角α（见图），则导体中的感应电动势为e=BLvsinα由式可知，当导体的运动方向与磁感线垂直时（α=90°），导体中感应电动势最大；当导体的运动方向与磁感线平行时（α=0°），导体中感应电动势为零。 15 2—3 电磁感应 发电机工作原理 1．直导体中的感应电动势 发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的，如图所示。 16 2—3 电磁感应 2．线圈中的感应电动势 （1）感应电动势的方向 线圈中的磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电动势。感应电动势的方向通常由楞次定律再结合右手螺旋定则来确定。 楞次定律指出：感应电流所产生的磁通总是要阻碍原有磁通的变化。当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场与原电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场与原电流的磁场方向相同。 17 2—3 电磁感应 2．线圈中的感应电动势 （2）感应电动势的大小 在之前的实验中，磁铁插入或拔出的速度越快，指针偏转角度越大，反之越小。而磁铁插入或拔出的速度，反映的是线圈中磁通变化的速度。即线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。 18 2—3 电磁感应 三、自感 图自感现象自感是一种特殊的电磁感应现象，它是由于回路自身电流变化而引起的。例如，在图所示电路中，当流过线圈的电流发生变化时，导致穿过线圈的磁通量也随之变化，从而产生了自感电动势。