认识磁场课件

认识磁场李薇薇思考：除磁铁外哪些物体能够产生磁场？磁场能对哪些物体产力的作用？磁场磁铁磁铁一、磁场

1、磁体周围空间存在磁场。

（客观存在的物质）2、电流周围空间存在磁场

(1820年丹麦-----

奥斯特)

——电流是大量定向运动的电荷，则

运动电荷周围空间有磁场自然界的各种基本力可以互相转化。究竟电是否以隐蔽的方式对磁体有作用？17世纪，吉尔伯特、库仑曾认为：电与磁无关！1731年英国商人

雷电后，刀叉带磁性！1751年富兰克林莱顿瓶放电后，缝衣针磁化了！1812年

奥斯忒一、磁力与磁现象3、磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁体或电流都有磁场力的作用。磁体磁体电流电流磁体电流磁场

4、磁场的来源：磁体、电流

1820年4月哥本哈根大学电与磁奥斯忒接通电源时，放在边上的磁针轻轻抖动了一下……II1820年7月21日，以拉丁文报导了60次实验的结果。静止电荷静止电荷静止电荷之间的作用力——电力运动电荷之间的作用力——电力+磁力运动电荷运动电荷说明1、磁场由运动电荷(或电流)产生;3、磁场有能量、…

电场磁场传递磁相互作用2、磁场对运动电荷(或电流)有力的作用;5、磁场的方向：物理学规定：磁场中任意一点，小磁针N极的指向，该点磁场方向。二、磁力线

1、磁力线：在磁场中画出一系列有方向的闭合曲线（从N极出来到S极进去），且使曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。也就是在该点放上小磁针，静止时N极的指向或N极的受力方向。ABC磁力线是不存在、不相交的闭合曲线。磁力线某点的切线方向表示该点的磁场方向。磁力线的疏密表示磁场的强弱。匀强磁场的磁感应强度的大小、方向都一样，磁力线是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线，存在于两异名磁极间和通电螺线管的内部磁力线都是闭合曲线.在磁体外，磁力线都是由N极出发，进入S极，在磁体内部磁感线由S极指向N极.三、几种常见磁场磁力线分布NS条形磁铁请同学们比较这两种磁场的磁感线，能看出什么现象？

通电螺线管外部的磁力线与条形磁铁外部的磁力线相似。1）、直线电流周围磁场（右手螺旋定则）安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向。磁力线为以导线上的各点为圆心的同心圆，且在跟导线垂直的平面上直线电流练习：画出直线电流的磁场的立体、顶视、底视、正视图。2）、环形电流周围磁场安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁力线的方向。环形电流的磁场可等效为小磁针或条形磁铁3）、通电螺线管周围磁场等效安培定则：用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）四、安培分子环流假说1.分子电流假说

任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。分子电流实际上是由核外电子绕核运动形成的2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：未被磁化的铁棒磁化后的铁棒

任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个一分子都成为一个微小的磁体。磁场的来源：电流3.磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的磁场中的物理量一、磁感应强度磁感应强度

B

是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷)有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。电流(或运动电荷)电流(或运动电荷)磁场磁感强度的定义+带电粒子在磁场中运动所受的力与运动方向有关。实验发现，带电粒子在磁场中沿某一特定直线方向运动时不受力，此直线方向与电荷无关。+带电粒子在磁场中沿其它方向运动时

垂直于与特定直线所组成的平面。当带电粒子在磁场中垂直于此特定直线运动时受力最大。大小与无关

磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力将方向定义为该点的的方向。单位：特斯拉+磁感强度大小运动电荷在磁场中受力

磁感强度的定义：当正电荷垂直于特定直线运动时，受力将方向定义为该点的的方向。SNISNI磁场中某点处垂直矢量的单位面积上通过的磁力线数目等于该点的数值。洛仑兹力运动电荷在电磁场中受力磁感应强度q

沿此直线运动时设计实验确定空间一点的磁感应强度单位T或Gs

1Gs=10–4T磁场服从叠加原理二、磁通量高斯定理磁通量：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量。单位：三、磁场强度H磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。单位：B

：特斯拉：亨/米：安/米四、磁导率磁导率μ是表示磁场空间媒质

磁性质的物理量，是物质导磁能力的标志量。前面已导出环形线圈的磁场强度H

，可得磁感应强度B为磁导率的单位真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率相对磁导率：某种物质的磁导率μ与真空磁导率μ0的比值称为相对磁导率，用μr表示。上式说明，在同样电流的情况下，磁场空间某点的磁感应强度与该点媒质的磁导率有关，若媒质的磁导率为μ，则磁感应强度B

将是真空中磁感应强度的μr倍。自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料两大类。非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1；磁性材料的相对磁导率则很大。磁材料的性能磁性材料的磁性能磁性材料主要是指由过度元素铁、钴、镍极其合金等材料。它们主要的磁性能如下。一、高磁导率磁性材料的磁导率很大，μr>>1，可达102~105量级。分子电流和磁畴理论：分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流，分子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。高磁导率的成因磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁场互相抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强度大大增加——物质被强烈的磁化了。磁性物质被广泛地应用于电工设备中，电动机、电磁铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。非磁性材料没有磁畴的结构，所以不具有磁化特性。磁性物质的磁化示意图(a)无外场，磁畴排列杂乱无章。(b)在外场作用下，磁畴排列逐渐进入有序化。二、磁饱和性磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的，当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。HBB0BBJO磁化曲线HB，μOμBμ与H的关系B0是真空情况下的磁感应强度；BJ是磁化产生的磁感应强度；B

是介质中的总磁感应强度。磁性物质的μ不是常数，Φ与H也不存在正比关系。三、磁滞性在铁心线圈通有交变电流时，铁心将受到交变磁化。但当H减少为零时，B并未回到零值，出现剩磁Br。BHO12345磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。如图为磁性物质的滞回曲线。要使剩磁消失，通常需进行反向磁化。将B=0时的H

值称为矫顽磁力

Hc，（见图中3和6所对应的点。）6磁性材料的磁性能：

1.非线性大小BH(I)

2.磁饱和性HBBH

3.磁滞性根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（