4.1认识磁场（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块4 磁场 任务一 任务二 任务八 任务四 任务三 任务七 认识磁场 认识自感现象 学习磁路定律 认识电磁感应现象 认识静电屏蔽和磁屏蔽 认识铁磁材料 任务五 任务六 认识互感现象 学习磁场对电流的作用 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务一 认识磁场 磁的基本概念 磁场的基本物理量 任务一学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念。 ● 理解磁场的几个基本物理量之间的区别和联系。 ● 掌握通电直导线和通电螺线管周围磁场方向的判断方法。 任务一 认识磁场 任务描述 ● 我们知道，磁铁会吸引小磁针，使它的方向发生 偏转，通电导体也会吸引小磁针，使之方向发生偏 转，如图2-1 所示。当用磁铁的两端或中间吸引小磁 针时，可以发现磁铁对小磁针产生的作用力是不同的。 减小或增大通电导体中的电流时，同样可以发现其对 小磁针产生的作用力是不同的。为什么磁铁或通电导 体与小磁针没有直接接触，却能产生力呢？为什么磁 体的位置不同、导体的通电电流不同，对小磁针产生 的作用力是不一样的呢？ 任务一 认识磁场 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ● 原来，在磁体或通电导体的周围存在着磁 场。小磁针在不同位置受到的作用力不同，说 明不同位置磁场的强弱不同。通过本任务的学 习，我们可以了解磁场的相关知识。 任务一 认识磁场 知识链接 一、磁的基本概念 1.磁体与磁极 某些物体能够吸引铁、钴、镍等金属或者它们的合 金的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体 为天然磁体和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条 形、U 形和针形等几种，如图 2-2所示。 任务一 认识磁场 知识链接 2.磁场与磁力线 磁体两端磁性最强的区域叫做磁极。任何磁体都有两个 磁极，而且无论将磁体怎么分割，它总保持两个异性磁 极，即南极（S）和北极（N）。与电荷间的相互作用力相 似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用的力： 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁极间的相互作 用力叫做磁力。为了形象地描述磁场的特点，我们引入了 磁力线，磁力线也叫磁感线。磁力线具有以下几个特征： 任务一 认识磁场 知识链接 （1）磁力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，如图2-3 所示。 （2）磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方 向，即小磁针在该点静止时的N 极指向，如图2-4 所示。 （3） 磁力线疏密程度反映了磁场的强弱。磁力线越密 集，表示磁场越强，磁力线越稀疏，表示磁场越弱。 任务一 认识磁场 知识链接 3.电流产生的磁场 磁铁并不是产生磁场的唯一物质。把小磁针放在通电导 线周围，磁针会发生偏转，如图2-1所示。这一实验现象 表明，电流能够产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。 （1）通电直导体产生的磁场 通电直导体周围磁场的磁力线是一系列以导体为圆心的 同心圆，并且在与导体垂直的平面上。其方向可以用安培 定则（右手螺旋定则）来判定，如图2-5所示。 实验证明：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通 电导体的远近有关，距离导体越近磁场就越强。 任务一 认识磁场 知识链接 （2）通电螺线管产生的磁场 把导线一圈圈紧密绕制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。通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场 相似，一端为N极，另一端为S极。其磁力线的方向也可以 用安培定则来确定，如图 2-6 所示。 任务一 认识磁场 知识链接 二、磁场的基本物理量 1.磁通 垂直通过磁场中某一面积的磁力线的总数，叫做通过该 面积的磁通量，简称磁通，用字母表示，单位是韦伯， 简称韦（Wb）。通过该面积的磁通越大，磁场就越强。 2.磁感应强度 垂直通过单位面积上磁力线的多少，叫做该点的磁感应 强度。 磁感应强度是一个矢量，用字母B表示。单位为特 斯拉，简称特（T）。 任务一 认识磁场 知识链接 3.磁导率 为了描述不同物质的导磁能力，引入了磁导率这个物 理量。磁导率的大小反映了物质导磁能力的强弱，用字 母来表示，它的单位是亨 / 米，用字母 H/m 来表示。 真空中的磁导率为0=4×10 H/m。为了比较各种物质的 导磁性能，把任一物质的磁导率与真空中磁导率0的比 值称为相对磁导率，用r表示，即 根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类： （1）顺磁性物质：如空气、铝、锡、钨等，它们的相对 磁导率约等于1.000005。 任