第二节 磁场《电工电子技术与技能》河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类《电工电子技术与技能》知识点讲解 磁场 【课程要求】 1. 掌握磁场的概念、性质、表示方法，理解磁场基本物理量的含义。 2. 能正确判断电流产生的磁场方向。 3. 能判断通电导体在磁场中的受力方向，明确影响受力大小的因素，并能够计算安培力的大小。 【知识网络】 【知识要点】 考点1 磁场 1. 磁体 具有磁性的物体。 【分类】：天然磁体(吸铁石)和人造磁体。 磁体都有两个磁极，N极和S极；磁极之间表现为同极相斥、异极相吸。 2. 磁力 磁体之间相互吸引或排斥的力称为磁力。 3. 磁场 磁体周围存在磁力作用的区域称为磁场。 【拓展】：磁场虽然看不见，但和电场一样，是一种物质，具有力和能的性质。 4. 磁感应线 在磁场中，一般用磁感应线表示各点的磁场方向。 【拓展】：①磁感应线是互不相交的闭合曲线，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；(一般也可以在磁场中放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向，即为磁场方向) ③磁感应线的疏密程度反应磁场的强弱，磁感应线越密，磁场越强； 5. 电流的磁场 当导线中通上电流以后，电流能够产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。 ①直线电流的磁场：通电直导线的磁感应线是以导线上各点为圆心的同心圆。 【磁场方向】：右手螺旋定则来判定；右手握住通电直导线，大拇指与电流方向一致，则四指环绕方向即为磁场方向。 ②通电螺旋管的磁场：通电螺旋管的磁性像一根条形磁铁，一端相当于N极，一端相当于S极。 【磁场方向】：右手螺旋定则来判定；右手握住螺旋管，弯曲四指的指向与电流方向一致，大拇指指向通电螺旋管内部磁感线的方向为通电螺旋管的N极(即大拇指指向N极)。 6. 磁场的主要物理量 (1) 磁通：垂直穿过磁场中某一截面的磁感线条数，用字母表示，单位为韦伯()。 【作用】：反映磁场中的这一截面上磁场的强弱。 (2) 磁感应强度：单位面积上垂直穿过的磁感应线数，用字母表示。是用来表示磁场强弱的物理量。在匀强磁场中， 单位：——特[斯拉](T)、——韦伯()、——与磁场方向垂直的面积() 【匀强磁场】：磁场中各点磁感应强度的大小和方向相同的磁场。 【拓展】：磁感应强度为矢量，有大小和方向。 (3) 磁导率：表示物质导磁能力的物理量，用字母表示，单位为亨利/米()。 【拓展】：真空中的磁导率是常数，用表示，；为了便于比较各种物质的磁导率，，以真空磁导率为基准，将其他物质的磁导率与作比较，其比值为相对磁导率，用表示，即 。 (4) 磁场强度：磁感应强度与磁导率的比值，即 ，单位为安培/米() 【拓展】：磁场强度也是矢量，与磁感应强度方向一致；且磁场中各点的磁场强度的大小只与产生磁场的电流的大小和导体的形状有关，与磁介质的性质无关。 考点2 磁场对电流的作用力 1. 安培力 将一段通电导体垂直放入磁场中，导体会受到一个力的作用，这个力叫做安培力(也叫电磁力)。 2. 安培力的大小 当通电导体与磁场垂直时，安培力的大小为： 当通电导体与磁场不垂直时，安培力的大小为： ——磁感应强度，单位(特)、——导体中的电流大小，单位为(安)、——位于磁场中的导线长度，单位为(米)、——单位为(牛)、——导体与磁场方向的夹角 【拓展】：由可知，当导线方向与磁场平行时，不受力；当导线方向与磁场方向垂直时，受力最大。 3. 安培力的方向 用左手定则判断：伸出左手，大拇指和四指位于同一平面上，大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指的指向即为通电导体受力的方向。 4. 电流方向的画法 对于垂直于我们所看的平面时候，一般无法很好的绘制出电流的流向，常采用如下方法： 考点3 磁路 1. 磁路 磁通(磁感线)经过的闭合路径。 如图，大部分磁感线沿铁芯、衔铁和工作气隙构成的回路，即为主磁通；一小部分会在空气中形成回路，即为漏磁通，一般可以忽略不计。 2. 磁饱和 空芯电感线圈是一个线性元件，磁通与产生它的电流（励磁电流）成正比。而铁芯线圈是一个非线性元件，当励磁电流和主磁通较小时，两者基本上成正比；而铁芯中的磁通量达到一定数值后，当励磁电流增大时，磁通量基本不变。这种现象称为磁饱和。 3. 磁滞 当铁芯线圈通入交流电时，铁芯会随交流电的变化而被反复磁化。磁化过程中，磁通的变化滞后于线圈电流的变化，这种现象称之为磁滞。 4. 磁滞损耗 铁芯线圈通入交流电时，铁磁材料被反复磁化需要消耗一定的能量，称为磁滞损耗。磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。 5. 磁性材料 软磁材料：磁滞损耗小的铁磁材料。 【特点】：在反复磁化中，容易磁化和退磁，适合做变压器、电动机的铁芯。 硬磁材料：磁滞损耗大的铁磁材料。 【特点】：充磁能够保持较强的剩磁，适合做永久磁铁。 【练习题】 1、 填空题 1. 磁场的强弱用 表示，字母是 ，单位为 。 2. 通电导体在磁场中受力方向用 判断。 3. 磁铁外部的磁感线方向为： ，内部的磁感线方向为： 。 4. 把一根通电导体放在磁场中，当 时，导体受力最大；当 时，导体不受力。 5. 写出图中指向正确的小磁针 。 2、 综合题 1. 画出通电导体的磁场。 2. 标出磁场中受力的方向。 3. 根据磁场的方向或安培力的方向，判断出电流的流向。 【答案】 1、 选择题 1. 磁感应强度；；特斯拉 2. 左手定则 3. 由N指向S；由S指向N 4. 磁场方向与导体垂直；磁场方向与导体平行； 5. B 2、 综合题 1. 答案如图： 2. 答案如图： 3. 答案如图： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $