磁場的基本知識課題一1．掌握磁體及其性質(zhì)。2．掌握電流的磁效應(yīng)及其規(guī)律。3．掌握磁場的基本物理量。教學(xué)目標(biāo)一、磁體及其性質(zhì)1．磁體與磁極人們把物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。磁體分天然磁體和人造磁體。常見人造磁體磁極之間也有相互作用力，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。磁極——磁體兩端磁性最強(qiáng)的部分。一個可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的條形磁鐵或小磁針，靜止后總是一個磁極指南，一個磁極指北。指南的磁極稱為指南極，簡稱南極（S）；指北的磁極稱為指北極，簡稱北極（N）。小磁針任何磁體都有兩個磁極，而且無論把磁體怎樣分割，磁體總是保持兩個異性磁極，也就是說，單獨(dú)的N極或單獨(dú)的S極是不存在的。

磁場——磁體周圍的空間存在著一種特殊的物質(zhì)。它看不見、摸不著的，但是又具有一般物質(zhì)所固有的一些屬性（如力和能的特性）。2．磁場與磁感線判斷某空間是否存在磁場，一般可用一個小磁針來檢驗：能使小磁針轉(zhuǎn)動，并總是停留在一個固定方向的空間都存在磁場。（1）磁場（2）磁感線條形磁鐵的磁感線（1）磁感線是互不交叉的閉合曲線。在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極。（2）磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向，即小磁針N極所指的方向。（3）磁感線的密疏程度表示磁場的強(qiáng)弱，即磁感線越密的地方磁場越強(qiáng)，反之越弱。磁感線均勻分布而又相互平行的區(qū)稱為均勻磁場，反之則稱為非均勻磁場。磁感線規(guī)定：通常，平行于紙面的磁感線用帶箭頭的線段表示。垂直于紙面向里的磁感線用符號“×”表示，垂直于紙面向外的磁感線用符號“?”表示?！按鸥芯€的方向從N極指向S極?！边@話對嗎？為什么？提示—磁感線磁感線試驗電流通過導(dǎo)體后必然產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。電流越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)。二、電流的磁效應(yīng)電流磁效應(yīng)

直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場電流所產(chǎn)生的磁場方向，可以用安培定則（也稱右手螺旋定則）來判斷。1．磁感應(yīng)強(qiáng)度B,為向量2．磁通Φ3．磁導(dǎo)率μ4．磁場強(qiáng)度H

三、磁場的基本物理量單位：特斯拉，簡稱特（T）。相量：方向為該點(diǎn)磁場的方向。在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線有效長度l的乘積Il的比值，稱為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用符號B來表示，即：1．磁感應(yīng)強(qiáng)度B2．磁通Φ

Φ＝BS磁通Φ

——磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積。單位：韋伯（Wb），簡稱韋。Φ＝BScosα磁導(dǎo)率——用來表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能好壞的物理量，用符號μ表示，其單位是亨利／米（H／m）。3．磁導(dǎo)率μ

真空的磁導(dǎo)率μ0＝4π×10－7

H／m，且為一常數(shù)。把任一物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值稱為相對磁導(dǎo)率用μr表示，即：相對磁導(dǎo)率是個比值，沒有單位。它表明在其他條件相同的情況下，媒介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度的多少倍，即μ=μrμ0。分類特點(diǎn)材料非鐵磁物質(zhì)反磁物質(zhì)μr稍小于1如銅、氫等順磁物質(zhì)μr稍大于1如空氣、鋁、鉻等鐵磁物質(zhì)

μr遠(yuǎn)大于1，可達(dá)幾百甚至數(shù)萬以上，并且不是一個常數(shù)。鐵磁物質(zhì)被廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)方面。如鐵、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體、鈷、鎳等根據(jù)相對磁導(dǎo)率的大小，可把物質(zhì)分為兩大類。4．磁場強(qiáng)度H磁場強(qiáng)度，其單位是A/m，它的數(shù)值只與電流的大小及導(dǎo)體的幾何形狀有關(guān)。大氣中的通電環(huán)形線圈：大氣中的通電環(huán)形線圈：安培力是磁場對電流的作用力。洛倫茲力是磁場對運(yùn)動電荷的作用力。安培力可以看作是作用在每個運(yùn)動電荷上的洛倫茲力的合力，二者緊密地結(jié)合在一起，統(tǒng)稱為電磁力。通電的直導(dǎo)體周圍存在磁場，它就成了一個磁體，把這個磁體放到另一個磁場中，它也會受到磁力的作用。這就是通常所說的“電磁生力”。載流直導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用一、磁場對載流直導(dǎo)體的作用電磁力——通電導(dǎo)體在磁場中受到的作用力。F＝BIlsinαF——通電導(dǎo)體受到的電磁力，N；B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；I——導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度，A；l——導(dǎo)體在磁場中的長度，m；α——電流方向與磁感應(yīng)線的夾角。α＝90°時，則sin90°＝1，導(dǎo)體受到的電磁力最大。α＝0°時，則sin0°＝0，導(dǎo)體受到的電磁力最小，等于零。通電導(dǎo)體在磁場內(nèi)的受力方向，可用左手定則來判斷。左手定則學(xué)與用—通電直導(dǎo)體間的電磁力二、磁場對通電線圈的作用把通電的線圈放到磁場中，磁場將對通電線圈產(chǎn)生一個電磁轉(zhuǎn)矩，使線圈繞軸線轉(zhuǎn)動。磁場對通電線圈的作用磁場對通電線圈的作用學(xué)與用—直流電動機(jī)原理想一想電視機(jī)、收音機(jī)中常用的是電動式揚(yáng)聲器，它是利用通電導(dǎo)線在磁場中受電磁力作用發(fā)生運(yùn)動，帶動空氣振動而發(fā)聲的，電動式揚(yáng)聲器由環(huán)形磁體、音圈、紙盆等組成。在環(huán)形磁鐵的作用下，軟鐵柱和上下兩個軟鐵板都被磁化，在它們的間隙中形成較強(qiáng)的磁場，磁感線的方向呈輻射狀。當(dāng)大小和方向交替變化的電流通過音圈時，音圈就會在電磁力的作用下帶動紙盆沿上下方向振動，發(fā)出聲音。電動式揚(yáng)聲器三、磁場對運(yùn)動電荷的作用洛侖茲力——運(yùn)動電荷在磁場中受到的電磁力，用f表示。在均勻磁場中，當(dāng)電荷的運(yùn)動方向與磁場方向垂直時，f＝qvB式中，q的單位是C，v的單位是m/s，B的單位是T，f的單位是N。洛侖茲力的方向同樣遵循左手定則。用左手定則判定洛倫茲力的方向運(yùn)動電荷在磁場中受力的作用這一現(xiàn)象，在電子技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。電視機(jī)中的顯像管及示波器中的顯像管都是利用這一原理制成的。在顯像管的頸部套有兩對相互垂直的線圈，分別稱為水平偏轉(zhuǎn)線圈和垂直偏轉(zhuǎn)線圈。當(dāng)兩對線圈中分別通入交變電流時，由電子槍射出的電子束就會在線圈磁場的作用下，有規(guī)則地從左到右，從上到下的運(yùn)動，完成整幅圖像的掃描。顯像管示意圖磁鐵材料課題三1．了解鐵磁材料的磁化。2．熟悉磁化曲線和磁滯回線。3．掌握鐵磁材料的性質(zhì)和分類方法。4．掌握鐵磁材料的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)使原來沒有磁性的物質(zhì)具有磁性的過程稱為磁化。一、鐵磁材料的磁化鐵磁物質(zhì)的磁化鐵磁物質(zhì)的磁化

二、磁化曲線磁化實驗與磁化曲線磁化曲線

B隨H變化的過程可用曲線來表示，稱為磁化曲線。磁化曲線反映了鐵心的磁化過程。硅鋼片、鑄鋼、鑄鐵的磁化曲線

鐵磁材料在磁化過程中，磁導(dǎo)率只有在曲線的線性段，磁導(dǎo)率才可認(rèn)為是一個常數(shù)。是變化的，不是常數(shù)。三、磁滯回線

鐵磁材料被反復(fù)磁化，形成閉合的曲線，稱為磁滯回線。由于鐵磁材料在反復(fù)磁化過程中，B的變化總是滯后于H的變化，所以，稱這一現(xiàn)象為磁滯。磁滯回線四、鐵磁材料的基本知識1．鐵磁材料的磁性能（1）能被磁體吸引。（2）能被磁化，并且有剩磁和磁滯損耗。（3）磁導(dǎo)率μ不是常數(shù)，每種鐵磁材料都有一個最大值。（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度B有一個飽和值Bm。2．鐵磁材料的分類及其應(yīng)用不同鐵磁材料的磁滯回線小知識—磁帶錄音原理磁路歐姆定律課題四1．掌握磁路的定義。2．熟悉磁路歐姆定律，了解其應(yīng)用。3．掌握電磁鐵及應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)一、磁路的基本概念磁路磁路——磁通（磁感線）通過的閉合路徑。通過鐵心的磁通稱為主磁通，鐵心外的磁通稱為漏磁通。磁路按其結(jié)構(gòu)不同，可分為無分支磁路和分支磁路。二、磁路歐姆定律磁路歐姆定律設(shè)勵磁線圈的匝數(shù)為N，通過的電流為I，鐵心的截面積為S，磁路的平均長度為l，則磁場強(qiáng)度為：

NI是產(chǎn)生磁通的能源，它相當(dāng)于電路中的電動勢，因此叫做磁通勢，簡稱磁勢，單位是(安·米)。若線圈匝數(shù)為定值，則電流增大，磁勢增強(qiáng)。磁路歐姆定律：電路和磁路的區(qū)別

電路磁路歐姆定律歐姆定律電動勢E磁通勢NI電流I磁通Φ電阻磁阻電阻率ρ磁導(dǎo)率μ在實際應(yīng)用中，很多電氣設(shè)備的磁路是通過幾種不同的物質(zhì)組成的。如圖a所示電磁鐵的磁路中，當(dāng)銜鐵未吸合時，磁通不但要經(jīng)過鐵心（磁阻為Rm1）和銜鐵（磁阻為Rm2），還要兩次通過寬度為δ的空氣隙（磁阻為Rm氣），其等效磁路如圖b所示。此時，該磁路的歐姆定律可寫成三、電磁鐵

電磁鐵——應(yīng)用電流產(chǎn)生磁場和磁能夠吸引鐵的現(xiàn)象而制成的一種電器。1．電磁鐵的結(jié)構(gòu)與原理電磁鐵的工作原理示意圖電磁鐵的工作原理示意圖2．電磁鐵的特點(diǎn)（1）動作迅速，靈敏，容易控制。（2）勵磁電流通過線圈時，呈現(xiàn)磁性，電流中斷時，就失磁。（3）勵磁電流方向改變時，電磁鐵的極性也發(fā)生改變，但吸力方向不變。（4）勵磁電流越大，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)，對銜鐵的吸力越大。學(xué)與用—全自動洗衣機(jī)原理2．掌握電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用。電磁感應(yīng)課題五1．熟悉電磁感應(yīng)現(xiàn)象。教學(xué)目標(biāo)1．直導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象直導(dǎo)體切割磁感線

直導(dǎo)體切割磁感線

2．穿過線圈的磁通發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢穿過線圈的磁通發(fā)生變化穿過線圈的磁通發(fā)生變化電磁感應(yīng)—由于磁通變化而在直導(dǎo)體或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。感應(yīng)電動勢—由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢，用e表示。感應(yīng)電流—由感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的電流，用i表示。提示—直導(dǎo)體向右切割磁感應(yīng)線二、感應(yīng)電動勢的計算1．直導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢v——導(dǎo)體切割磁感線的速度，m／s；B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；e——感應(yīng)電動勢，V。（1）感應(yīng)電動勢大小的計算e＝lvBl——直導(dǎo)體的長度，m；式中

右手定則（2）感應(yīng)電動勢方向的判定應(yīng)當(dāng)注意，由于直導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，因此必須把直導(dǎo)體（包括實驗二中的線圈）看成是一個電源。在電源內(nèi)部，感應(yīng)電流從電源的負(fù)極流向正極，即感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動勢的方向相同。右手定則式中△Φ——磁通的變化量，Wb。2．穿過線圈的磁通發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（1）感應(yīng)電動勢大小的計算——磁通的變化率，表示磁通變化快慢的物理量?！鱰

——磁通變化△Φ所需要的時間，s。e

——在△t時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值，V。

（2）感應(yīng)電動勢方向的判定楞次定律——感應(yīng)電流的磁通總是阻礙原磁通的變化。使用楞次定律的步驟1．首先確定原磁通的方向，以及原磁通的變化趨勢；2．根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向；3．根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通方向，應(yīng)用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。4．根據(jù)感應(yīng)電流的方向，確定感應(yīng)電動勢的方向。一般來說，如果導(dǎo)體與磁感線之間有相對切割運(yùn)動時，用右手定則判定感應(yīng)電動勢的方向較方便；如果導(dǎo)體與磁感線之間沒有相對切割運(yùn)動，只是穿過閉合回路的磁通發(fā)生了變化，則要用楞次定律來判定感應(yīng)電動勢的方向。如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一長度為l的直導(dǎo)體AB，可沿平行導(dǎo)電軌道滑動。當(dāng)導(dǎo)體以速度v向右勻速運(yùn)動時，試確定導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向和大小。解題過程

[例5一1]想一想—發(fā)電機(jī)原理小知識—動圈式話筒的構(gòu)造原理自感課題六1．掌握自感的定義。2．掌握計算自感電動勢大小的公式，會判斷自感電動勢的方向。3．掌握渦流和趨膚效應(yīng)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)一、自感現(xiàn)象合上開關(guān)，HL2比HL1亮的慢

由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，簡稱自感。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為自感電動勢，用eL表示，自感電流用iL表示。斷開開關(guān)，HL2和HL1慢慢熄滅自感演示電路仿真驗證自感電流產(chǎn)生的磁通稱為自感磁通。二、自感系數(shù)為了衡量不同線圈產(chǎn)生自感磁通的本領(lǐng)，引入自感系數(shù)（也稱電感）這一物理量，用L表示：N——線圈的匝數(shù)，匝；Φ——每一匝線圈的自感磁通，Wb；i——流過線圈的電流，A；1亨（H）＝103毫亨（mH）；1毫亨（mH）＝103微亨（μH）。電感L是線圈的固有參數(shù)，它決定于線圈的匝數(shù)、幾何尺寸以及線圈中介質(zhì)的磁導(dǎo)率μ。線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，電感就越大。由于鐵磁材料的磁導(dǎo)率不是一個常數(shù)，它是隨磁化電流的不同而變化的量，所以，有鐵心線圈的電感也不是一個常數(shù)，這種電感稱為非線性電感。電感為常數(shù)的線圈稱為線性電感。三、自感電動勢為電流的變化率（單位是A／s）。自感電動勢的方向仍可以根據(jù)楞次定律來判定，即自感電動勢的方向總是和外電流變化的趨勢相反。圖a中，外電流i的變化趨勢是增大的，自感電動勢產(chǎn)生的電流iL就要阻礙外電流的增大，而與外電流方向相反；自感電動勢方向的判定圖b中，外電流i的變化趨勢是減小的，則自感電動勢產(chǎn)生的電流iL就與外電流方向相同。四、RL電路過渡過程在具有電感的電路中，電流不能發(fā)生突變，存在著過渡過程。RL電路過渡過程的快慢與L和R的大小有關(guān)，L與R的比值稱為RL電路的時間常數(shù)，即

。τ越小，表明過渡過程越快。RL串聯(lián)電路趨膚效應(yīng)是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。實驗表明：直流電通過導(dǎo)線時，導(dǎo)線橫截面上各處的電流密度相等。而當(dāng)交流電通過導(dǎo)線時，導(dǎo)線中因電流產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，從而產(chǎn)生自感電流，這時的自感電流將使導(dǎo)體中的電流分布趨向?qū)w表面，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)想一想日光燈工作過程互感課題七1．掌握互感的定義。2．熟悉同名端的定義及應(yīng)用。3．掌握互感的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)一、互感現(xiàn)象互感互感式中M稱為互感系數(shù)，簡稱互感，單位和自感一樣，也是H。

互感現(xiàn)象——一個線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象，簡稱互感。由互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為互感電動勢，用eM表示。全耦合時，互感電動勢最大：

由于線圈繞向一致而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的極性始終保持一致的接線端稱為線圈的同名端，用“．”或“﹡”表示。

互感線圈的同名端互感線圈的同名端二、互感線圈的同名端互感的應(yīng)用一、判斷互感線圈的同名端二、磁場的屏蔽渦流當(dāng)在具有鐵心的線圈中通入交流電時，就有交變的磁場穿過鐵心，在鐵心內(nèi)部必然會形成感應(yīng)電流。由于這種電流在鐵心中自成閉合回路，且呈旋渦狀，故稱渦流。變壓器課題八1．掌握變壓器的基本結(jié)構(gòu)。2．熟悉變壓器的工作原理。3．熟悉變壓器在實際中的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)

由閉合的軟磁鐵心和繞在鐵心上的線圈組成，鐵心和線圈之間是相互絕緣的。一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和符號提示—單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和符號變壓器的鐵心因繞組放置的位置不同，可分成心式和殼式兩種形式。心式殼式變壓器的結(jié)構(gòu)形式1．變壓原理二、變壓器的工作原理變壓器的工作原理變壓器的工作原理

上式表明，變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組的電壓比等于它們的匝數(shù)比。比值n稱為