4.1认识磁场(课件）-高二《电工技术基础与技能》同步教学（电子工业版）

　项目 四 观察电磁感应现象 人们对电都很熟悉，但对磁却不是太熟悉，这是为什么呢？主要是因为在日常生活中使用的许多产品称为用电器。其实，大家知道吗？电与磁是不分家的，例如，常见的电动机、发电机、变压器、电流表、电磁炉、扬声器等，它们都是通过电与磁之间的相互转换而实现的。那么电与磁之间到底是一个什么样的关系呢，又是如何工作的呢？本项目就带领大家一起学习有关电磁感应的相关知识。 任务一 认识磁场 任务二 观察并了解电磁感应现象 任务三 认识电感器 任务四 认识线圈的自感和互感 任务五 认识变压器 项目评价 项目小结 思考与练习 任务一　认识磁场 　 　 /// /// 任务分析 指南针总是一端指向地球的南极，另一端指向地球的北极；吸铁石总能与铁质物体相吸；带电线圈总是将磁针推向一个角度；这些现象并不是通过物体之间的直接接触而引起的，那么是什么样的原因导致这些现象发生呢？这就是将要认识的磁场。 　 　 /// /// 一、常见的磁现象 图3-1　常见电容的外形 相关知识 在日常生活中常见的磁铁吸引铁屑、古代的指南针在航海事业中的运用、电磁灶和磁悬浮列车的使用都是与磁有关的现象，如图4-1所示。 二、磁场的基本性质 1．磁场产生的源 能够产生磁场的源主要有两大类：一类是磁体，一类是带电物体。 　 　 /// /// （a）环形磁铁　 　 　　（b）条形/马蹄形磁铁　 　（c）地球（天然磁体） 图4-2　常见的磁体 1）磁体 物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。磁体分为人造磁体和天然磁体。常见的磁体如图4-2所示。 　 　 /// /// （b）通电导线 图4-3　通电导体 2）通电导体 通电导体的周围也存在着磁场，如图4-3所示。 2．磁场的定义 磁场是客观存在于磁体、运动电荷周围的一种特殊物质。 3．磁场的性质 磁场对处于其中的磁体、电流、运动电荷能够产生力的作用，如图4-4（a）所示。 4．磁场的方向 磁体上磁性最强的部分称为磁极。磁极分为北（N）极和南（S）极，并且是成对出现的。磁场是有方向的，规定在磁场中任意一点的小磁针静止时，N极所指的方向为该点的磁场方向。磁场的方向如图4-4（b）所示。 （a）通电螺线管 　 　 /// /// （a）小磁针在磁场的受力情况　 （b）虚线表示磁场的方向 图4-4　磁场方向图 三、磁力线 磁场是客观存在的，具有方向性，但是看不见摸不着，那么怎样描述它的存在和强弱呢？人们就想象在磁场中画出一组有方向的曲线来描述磁场的强弱与方向。 　 　 /// /// 1．磁力线的定义 在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同（且互不交叉），这些曲线称为磁力线。磁力线是闭合曲线，在磁体外部，磁力线从N极到S极；在磁体内部，磁力线从S极到N极。 2．常见磁场的磁力线 常见的磁场有条形磁铁、马蹄形磁铁、同名磁极、异名磁极、直线电流和通电螺线管等形成的磁场，它们的磁力线如图4-5所示。 直线电流周围的磁力线如图4-5（e）所示，它是一系列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。并且，远离通电直导线的地方，磁力线稀疏；靠近通电直导线的地方，磁力线密集。由此说明了磁场的强弱。 通电螺线管周围的磁力线如图4-5（f）所示。在螺线管外部，磁力线由N极出来进入S极；在螺线管内部，磁力线与螺线管轴线平行，方向由S极指向N极，并与外部磁力线连成闭合曲线。 　 　 /// /// 3．匀强磁场的磁力线 匀强磁场指在磁场区域内，磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。 匀强磁场中的磁力线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。常见的匀强磁场有磁极很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场，如图4-5（d）和图4-5（f）所示。 （a）条形磁铁的磁力线　 （b）马蹄形磁铁的磁力线 （c）同名磁极的磁力线　 （d）异名磁极的磁力线 　 　 /// /// （e）直线电流周围的磁力线　（f）通电螺线管周围的磁力线 图4-5　常见磁场的磁力线 四、磁场的基本物理量 1．磁通量 通过与磁场方向垂直的某一面积的磁力线总数，称为通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母表示，单位为韦伯（Wb）。 　 　 /// /// 2．磁感应强度 垂直通过单位面积的磁力线数目，称为磁感应强度，又称磁通密度，用字母B表示。单位为特斯拉（T）。在均匀磁场中，磁感应强度的表达式为 在磁场中，垂直于磁场方向上的通电导体，导线长度为L，通过的电流为I，如果所受的磁场力为F，那么F与乘积IL的比值称为通电导体所在处