磁场与电磁感应.ppt

第二章磁场与电磁感应 2 1磁场 2 2磁场的主要物理量 2 3磁场对电流的作用 2 4电磁感应 2 5自感 2 6互感 2 1磁场 一 磁体及其性质二 磁场与磁感线三 电流的磁场 一 磁体及其性质 磁性 某些物体能够吸引铁 镍 钴等物质的性质 磁体 具有磁性的物体 磁极 磁体两端磁性最强的部分 指北的磁极称北极 N 指南的磁极称南极 S 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引 1 磁场2 磁感线 二 磁场与磁感线 1 磁场 磁场 在磁体周围的空间中存在的一种特殊物质 磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的 2 磁感线 为了形象地描述磁场的强弱和方向而在磁场中画出一些有方向的假想曲线来描述磁场 这样的曲线称为磁感线 在这些曲线上 每一点的切线方向就是该点的磁场方向 磁感线的方向 在磁体外部由N极指向S极 在磁体内部由S极指向N极 均匀磁场 在磁场的某一区域里 磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直线 三 电流的磁场 电流的磁效应 电流产生磁场的现象 1 直线电流产生的磁场 右手握住导线 让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致 则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 2 环形电流产生的磁场 右手握住通电螺线管 让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致 则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向 也就是通电螺线管的磁场北极的方向 2 2磁场的主要物理量 一 磁感应强度二 磁通三 磁导率 一 磁感应强度 磁感应强度 在磁场中 垂直于磁场方向的通电导线 所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值 用B表示 单位为特斯拉 简称特 T 磁场越强 磁感应强度越大 磁场越弱 则磁感应强度越小 二 磁场对通电直导体的作用 1 方向的判别 左手定则 平伸左手 使大拇指与其余四个手指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 让磁感线垂直穿入掌心 并使四指指向电流的方向 则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向 电磁力 通电导体在磁场中受到的力 也称安培力 磁感应强度是个矢量 它的方向就是该点的磁场的方向 磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小 在同一个磁场的磁感线分布图上 磁感线越密的地方 磁感应强度越大 磁场越强 三 磁通 磁通 为了定量地描述磁场在某一范围内的分布及变化情况 引入磁通这一物理量 BS磁通的单位是韦伯 Wb 简称韦 当面积一定时 如果通过该面积的磁感线越多 则磁通越大 磁感越强 a 平面与B垂直b 平面与B不垂直 铁磁物质的磁化 磁化 使原来没有磁性的物质具有磁性的过程 不带磁性的铁片 铁片被磁化 2 3电磁感应定律 一 电磁感应现象二 楞次定律三 法拉第电磁感应定律四 直导线切割磁感线产生感应电动势 一 电磁感应现象 将一条形磁铁放置在线圈中 当条形磁铁静止时 检流计的指针不偏转 但将条形磁铁迅速地插入或拔出时 检流计的指针都会发生偏转 说明线圈中有电流 19 可编辑 利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象 产生的电流称为感应电流 条形磁铁插入和拔出线圈时产生感应电流 产生感应电流的电动势称为感应电动势 二 楞次定律 楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系 即 感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化 三 法拉第电磁感应定律 线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比 单匝线圈产生的感应电动势的大小 N匝线圈产生感应电动势的大小 四 直导线切割磁感线产生感应电动势 I B I B 右手定则 平伸右手 大拇指与其余四指垂直 让磁感线穿入掌心 大拇指指向导体运动方向 则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向 1 感应电动势的方向 I B 例2 1 在磁感应强度为B的匀强磁场中 有一长度为l的直导体AB 可沿平行导电轨道滑动 当导体以速度v向左匀速运动时 试确定导体中感应电动势的方向和大小 2 5自感 一 自感现象二 自感系数三 自感电动势四 线圈L所储存能量 一 自感现象 合上开关 HL2比HL1亮得慢 断开开关 灯泡闪亮一下才熄灭 当线圈中的电流发生变化时 就会产生感应电动势 这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化 自感 这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象 简称自感 自感电动势 自感现象中产生的感应电动势 用eL表示 自感电流用iL表示 二 自感系数 自感磁通 自感电流产生的磁通 自感系数 简称电感 衡量不同线圈产生自感磁通的能力 用L表示 单位为亨利 H 三 自感电动势 自感现象是电磁感应现象的一种特殊情况 遵从法拉第电磁感应定律 四 线圈L所储存能量 线圈的电感反映了它所储存磁场能量的能力 2 6互感 一 互感现象和互感电动势二 互感线圈的同名端 一 互感现象和互感电动势 在开关SA闭合或断开瞬间以及改变RP的阻值 检流计的指针都会发生偏转 这是因为 当线圈A中的电流发生变化时 通过线圈的磁通也发生变化 该磁通的变化必然又影响线圈B 使线圈B中产生感应电动势和感应电流 互感 由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象 互感电动势 由互感产生的感应电动势 用eM表示 线圈B中互感电动势的大小不仅与线圈A中电流变化率的大小有关 而且还与两个线圈的结构以及它们之间的相对位置有关 当两个线圈相互垂直时 互感电动势最小 当两个线圈互相平行 且第一个线圈的磁通变化全部影响到第二个线