第4章知识要点解读

第4章磁与电 知识要点解读 一、 磁的基础知识 1.磁的基本概念 (1)磁体 具有磁性的物体叫磁体。 (2)磁极 磁体两端磁性最强的区域叫磁极。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。 (3)磁场 磁场是磁体周围存在的特殊物质。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。 (4)磁感线 磁感线是形象地描绘磁场的曲线，也叫磁力线。磁感线具有特征： ①磁感线是互不相交的闭合曲线，在磁铁外部，磁感线从N极到S极：在磁铁内部，磁 感线从S极到N极： ②磁感线的疏密反映磁场的强弱。磁感线越密表示磁场越强，磁感线越疏表示磁场越弱： ③磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。 2.磁场的基本物理量 磁场的基本物理量有磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度，其比较见表41。 表4.1磁场基本物理量比较 序号 物理量 符号 物理意义 单位 相互关系 定量地描述磁场在一定面积的分 磁通 Φ 韦伯(Wb) B= (匀强 布情况 第4章第1页共5页 磁感应强 定量地描述磁场中各点的强弱和 磁场) 2 B 特斯拉(T) 度 方向 亨利每米 H=B 磁导率 表示媒介质导磁性能 (H/m) 安每米 磁场强度 H 为方便计算引入的计算辅助量 (A/m) 二、磁与电 1.电生磁：电流的磁效应 通电导体周围存在磁场，即电流具有磁效应。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，安培定则也称右手螺旋定则。 (1)直线电流的磁场 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。 (2)通电螺线管的磁场 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。 2.磁生电：电磁感应 (1)电磁感应现象 只要穿过闭合回路的磁通发生变化，闭合回路就有电流产生。这种利用磁场产生电流的 现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流叫做感应电流。在电磁感应现象中产 生的电动势叫做感应电动势。 (2)感应电动势大小计算：法拉第电磁感应定律。 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通的变化率成正比。用公式表示 为 e40 △ 如果线圈的匝数有N匝，那么，线圈的感应电动势为 第4章第2页共5页 e=N4Φ 当闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，如果导体的运动方向与磁场方向的夹角是 ā，那么，导体产生的感应电动势的一般表达式为 e=BLvsin a (4)感应电动势和感应电流方向判定：右手定则 伸出右手，让大拇指与四指在同一平面内，大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心， 大拇指指向导体运动方向，那么，四指所指的方向，就是感应电流的方向。右手定则只适用 于单纯由于部分导体切割磁感线所产生的电磁感应现象。 (4)电磁感应的特殊现象 ①自感现象 由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象，简称自感。在自感现象 中产生的感应电动势，叫自感电动势。 自感系数用来表示线圈的特性，简称电感，用字母L表示。电感的单位是亨利(H) 电感线圈也是一个储能元件。线圈中储存的磁场能量与通过线圈的电流的平方成正比， 与线圈的电感成正比，用公式表示为 =IL 2 ②由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。 在互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。 ③电流在金属块内自成回路，象水的旋涡，因此称为涡电流，简称涡流。由于整块金届 电阻很小，所以涡流很大，使导体发出大量的热，这种现象叫做涡流的热效应。 三、磁与电相互作用 把通电导体在磁场中所受的作用力称为电磁力，也称安培力。从本质上讲，电磁力是磁 场和通电导线周围形成的磁场相互作用的结果。 (1)电磁力大小 在匀强磁场中，当通电导体与磁场方向垂直时，电磁力的大小与导体中电流大小成正比， 与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在的磁感应强度成正比，用公式表示为 第4章第3页共5页 F=BIL (2)电磁力方向 用左手定则来判断。 四、电感器 电感器用绝缘导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的电子元件，常称电感线圈，简称 线圈。电感器是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一。 它在电路中用字母“L”表示。电感器在电子线路中应用广泛，主要作用是对交流信号进行隔 离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路，实现振荡、调谐、耦合、滤波、延迟、偏转等。 1.常见电感器 常见电感器比较见表4.2。 表4.2常用电感器比较 序号 名称 符号 主要用途 空心电感器 常用于高频电路 常用于滤波电路中，广泛应用于电视机，摄像机。 磁心电感器 录像机、通信设备、办公自动化设各等电子