4.1 磁场(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（机械工业版）

第4章 磁场及电磁感应 学习目标 【知识目标】 1.能理解磁场的概念及其基本物理量 2.会分析电流产生的磁场 3.会分析载流导体在磁场中所受的力 4.能理解电磁感应现象及定律 5.能理解楞次定律 【技能目标】 1.会判断通电导体周围的磁场方向 2.会判断载流导体在磁场中所受的力 3.能正确使用右手定则判断感应电流的方向 主要内容 4.1 磁场 4.1.1 磁场的基本概念 4.1.2 电流的磁场 4.1.3 载流导线在磁场中所受的力 4.2 电磁感应 4.2.1 电磁感应现象 4.2.2 感应电流的方向 4.2.3 电磁感应定律 4.1 磁 场 4.1.1 磁场的基本概念 具有磁性的物质就称为磁体，磁体可分为天然磁体（如吸铁石）和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条形、蹄形和针形等。 【磁体】 任何一个磁体都有两个磁极，即N极和S极。磁体之间的相互的作用力表现为同性相斥，异性相吸。指南针就是利用磁体的这种性质制作的。 【磁场与磁感应线】 磁体之间相互吸引或排斥的力称为磁力.磁体周围存在磁力作用的区域称为磁场。在磁场中可以利用磁感应线来形象的表示各点的磁场方向。 磁感应线具有以下特征： 1）磁感应线是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极； 2）磁感应线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向； 3）磁感应线的疏密程度反映了磁场的强弱，磁感线越密表示磁场越强。 【磁通】 把垂直穿过磁场中某一截面的磁感线条数称为磁通,用字母 表示,单位为韦伯(Wb),简称韦。它反应了磁场中这一截面上磁场的强弱。 单位面积上垂直穿过的磁感应线数,称为磁感应强度，用字母B来表示,如图所示。在匀强磁场中，磁感应强度可表示为 【磁感应强度】 式中，B表示磁感应强度，单位是特（T）； 表示磁通量（Wb）；S表示与磁场方向垂直的平面面积，单位是平方米（m2）。 磁感应强度 若磁场中各点磁感应强度的大小和方向相同，这种磁场就称为匀强磁场。 4.1.2 电流的磁场 如图所示，放在通电导线旁边的小磁针，会发生偏转，这说明电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。 电流所产生磁场的方向可用右手螺旋定则来判定。 【通电直导线周围的磁场】 如图a所示,通电直导线的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆。磁场的方向可用右手螺旋定则来判定，即右手握住通电直导线，让大拇指方向与电流方向一致，则四指环绕方向就是磁场方向。 通电螺线管的磁性很像一根条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极，如图b所示。磁场的方向同样可用右手螺旋定则来判定，即右手握住螺线管，弯曲的四指指向与电流方向一致，则大拇指指向通电螺线管内部磁感线的方向即为通电螺线管的N极。 【通电螺线管产生的磁场】 将一段通电导线垂直放入磁场中,导体会受到一个力的作用,这个力称为电磁力,用F表示，如图所示。电磁力F的大小与导体中电流的大小、处于磁场中导线的有效长度及磁场的磁感应强度B成正比,其表达式为： 4.1.3 载流导线在磁场中所受的力 通电直导线在磁场中受到的电磁力的方向可以用左手定则来判定：如图所示，伸出左手，使大拇指与其余四指垂直，并在同一平面内，让磁感线垂直进入手心，并使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是导线的受力方向。 $$