第4章-磁场与电磁感应ppt课件

第四章第四章 磁场与电磁感应磁场与电磁感应4-1 磁场磁场4-2 磁场的主要物理量磁场的主要物理量4-3 磁场对电流的作用磁场对电流的作用4-4 铁磁物质铁磁物质4-5 电磁感应电磁感应4-6 自感自感4-7 互感互感4-8 磁路欧姆定律磁路欧姆定律第四章 磁场与电磁感应4-1 磁场1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-1 磁场磁场4-1 磁场2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、磁体及其性质一、磁体及其性质 某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质称为称为磁性磁性磁性磁性。具有磁性的物体称为。具有磁性的物体称为磁体磁体磁体磁体。磁体分。磁体分天天天天然磁体然磁体然磁体然磁体和和人造磁体人造磁体人造磁体人造磁体两大类。两大类。一、磁体及其性质 某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质3我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 磁体两端磁性最强的部分称磁体两端磁性最强的部分称磁极磁极磁极磁极。可以在水。可以在水平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北。指北的磁极称北极（南，另一个指北。指北的磁极称北极（N N）；指）；指南的磁极称南极（南的磁极称南极（S S）。）。磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水平面内自由转动的4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 任何磁体都具有两 个磁极，而且无论把 磁体怎样分割总保持 有两个异性磁极。与电荷间的相互作用力相似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸异名磁极相互吸引引。5我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、磁场与磁感线二、磁场与磁感线1 1 磁场磁场在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质质磁场磁场磁场磁场。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。磁极之间的作用力通过磁场进行传递。动画动画二、磁场与磁感线1 磁场动画6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2 磁感线磁感线磁场的分布常用磁感线来描述。磁场的分布常用磁感线来描述。视频视频2 磁感线视频7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、电流的磁场三、电流的磁场 不仅磁铁能产生磁场，电不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称流也能产生磁场，这种现象称为电流的为电流的磁效应磁效应磁效应磁效应。动画动画磁场的应用：磁悬浮列车磁场的应用：磁悬浮列车三、电流的磁场动画磁场的应用：磁悬浮列车8我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-2 4-2 磁场的主要物理量磁场的主要物理量4-2 磁场的主要物理量9我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，可以看到导线因受力而发生运动。可以看到导线因受力而发生运动。一、磁感应强度一、磁感应强度导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，可以看到导线因受10我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 先保持导线通电部分的长度不变，改变电先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。部分的长度。比较两次实验结果发现，通电导线长度一比较两次实验结果发现，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受电磁力越大；电流定时，电流越大，导线所受电磁力越大；电流一定时，通电导线越长，电磁力也越大。一定时，通电导线越长，电磁力也越大。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物在磁场中在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力受电磁力F F与电流与电流I I和导线长度和导线长度l l的乘积的乘积ILIL的比值称为的比值称为该处的该处的磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度，用，用B B表示，即表示，即磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符号号T T表示。表示。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12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 磁感应强度是个磁感应强度是个矢量矢量，它的方向就是该点的，它的方向就是该点的磁场的方向。磁场的方向。磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度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。线越密的地方，磁感应强度越大，磁场越强。磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场的方向。13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、磁通二、磁通 设在磁感应强度为设在磁感应强度为B B的均匀磁场中，有一个的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为与磁场方向垂直的平面，面积为S S，我们把，我们把B B与与S S的乘积，定义为穿过这个面积的的乘积，定义为穿过这个面积的磁通量磁通量磁通量磁通量，简称，简称磁通磁通。用。用 表示磁通，则有表示磁通，则有 =BSBS 磁通的单位是韦伯，简称磁通的单位是韦伯，简称韦，用韦，用WbWb表示。表示。二、磁通 设在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一个与磁场方14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁场个平面在垂直于磁场B B的方向的投影面积的方向的投影面积S S 与与B B的的乘积来表示磁通。乘积来表示磁通。如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，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。则磁通越大，磁感越强。从从=BSBS，可得，可得 这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称所以磁感应强度又称磁通密度磁通密度磁通密度磁通密度，并且用，并且用Wb/mWb/m2 2作单作单位。位。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16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、磁导率三、磁导率 不同的媒介质对磁场的影响不同，影响不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。的程度与媒介质的导磁性能有关。磁导率磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用的物理量，用 表示，其单位为表示，其单位为H/mH/m。由实验。由实验测得真空中的磁导率测得真空中的磁导率 0 0=410=410-7-7H/mH/m，为一，为一常数。常数。三、磁导率17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 自然界大多数物质对磁场的影响甚微，只有少数物质对磁场有明显的影响。任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作相对磁导率，用 r 表示，即：相对磁导率只是一个比值。它表明在其他条件相同的情况下，媒介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的多少倍。自然界大多数物质对磁场的影响甚微，只有少数物18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：顺磁物质顺磁物质顺磁物质顺磁物质 相对磁导率稍大于相对磁导率稍大于1 1。如空气、铝、。如空气、铝、铬、铂等。铬、铂等。反磁物质反磁物质反磁物质反磁物质 相对磁导率稍小于相对磁导率稍小于1 1。如氢、铜等。如氢、铜等。铁磁物质铁磁物质铁磁物质铁磁物质 相对磁导率远大于相对磁导率远大于1 1，其可达几百甚，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。硅钢、坡莫合金、铁氧体等。根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、磁场强度四、磁场强度 在真空中，通电线圈磁感应强度的大小与线圈在真空中，通电线圈磁感应强度的大小与线圈的匝数、线圈长度及电流强度有关的匝数、线圈长度及电流强度有关式中式中 B B0 0 通电线圈的磁感应强度，通电线圈的磁感应强度，T T；0 0真空的磁导率，真空的磁导率，H/mH/m；N N 线圈的匝数；线圈的匝数；L L 线圈的长度，线圈的长度，mm；I I 线圈中的电流，线圈中的电流，A A。四、磁场强度 在真空中，通电线圈磁感应强度的大20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入相对磁导率为相对磁导率为 r r的媒介质，则磁感应强度将是真的媒介质，则磁感应强度将是真空中的空中的 r r倍，即：倍，即：磁感应强度与媒介质的磁导率有关。磁感应强度与媒介质的磁导率有关。当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物该点的磁感应强度该点的磁感应强度B B与媒介质磁导率与媒介质磁导率 的比值的比值即为磁场中某点的即为磁场中某点的磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度，用，用H H表示，即：表示，即：磁场强度的单位为磁场强度的单位为A/mA/m。将将 带入可得带入可得 该点的磁感应强度B与媒介质磁导率的比值即为磁场中某点的22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 上式表明，在一定电流值下，同一点的磁场强上式表明，在一定电流值下，同一点的磁场强度不因磁场媒介质的不同而改变。度不因磁场媒介质的不同而改变。磁场强度也是一个矢量，在均匀媒介质中，磁场强度也是一个矢量，在均匀媒介质中，它的方向和磁感应强度的方向一致。它的方向和磁感应强度的方向一致。23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-3 4-3 磁场对电流的作用磁场对电流的作用4-3 磁场对电流的作用24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、磁场对通电直导体的作用一、磁场对通电直导体的作用 通常把通电导体在磁场中受到的力称为通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁电磁电磁电磁力力力力，也称，也称安培力安培力。通电直导体在磁场内的受力方向可用通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定左手定左手定左手定则则则则来判断。来判断。动画动画一、磁场对通电直导体的作用动画25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的电磁力最大。利用磁感应强度的表达式B=F/Il，可得电磁力的计算式为F=BIl动画：计算电磁力的大小动画：计算电磁力的大小 把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果电流方向与磁场方向不垂直，而是有一个夹角，这时通电导线的有效长度为lsin。电磁力的计算式变为 F=BIlsin 如果电流方向与磁场方向不垂直，而是有一个夹角，这时27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、通电平行直导线间的作用二、通电平行直导线间的作用 两条相距较近且两条相距较近且相互平行的直导线，相互平行的直导线，当通以相同方向的电当通以相同方向的电流时，它们相互吸引流时，它们相互吸引（左图）；当通以相（左图）；当通以相反方向的电流时，它反方向的电流时，它们相互排斥（右图）。们相互排斥（右图）。动画动画二、通电平行直导线间的作用 两条相距较近且相互平行的直导28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 判断受力时，可以用右手螺旋法则判断每个判断受力时，可以用右手螺旋法则判断每个电流产生的磁场方向，再用左手定则判断另一个电流产生的磁场方向，再用左手定则判断另一个电流在这个磁场中所受电磁力的方向。电流在这个磁场中所受电磁力的方向。发电厂或变电所的母线排就是这种互相平行发电厂或变电所的母线排就是这种互相平行的载流直导体，为了使母线不致因短路时所产生的载流直导体，为了使母线不致因短路时所产生的巨大电磁力作用而受到破坏，所以每间隔一定的巨大电磁力作用而受到破坏，所以每间隔一定间距就安装一个绝缘支柱，以平衡电磁力。间距就安装一个绝缘支柱，以平衡电磁力。判断受力时，可以用右手螺旋法则判断每个电流产生的磁场方29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、磁场对通电线圈的作用三、磁场对通电线圈的作用磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。基本原理。在均匀磁场中放入一在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通入电个线圈，当给线圈通入电流时，它就会在电磁力的流时，它就会在电磁力的作用下旋转起来。作用下旋转起来。电刷换向器三、磁场对通电线圈的作用磁场对通电矩形线圈的作用是电动机30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物当线圈平面与磁感线平行时，线圈在当线圈平面与磁感线平行时，线圈在N N极一侧极一侧的部分所受电磁力向下，在的部分所受电磁力向下，在S S极一侧的部分所受电极一侧的部分所受电磁力向上，线圈按顺时针方向转动，这时线圈所磁力向上，线圈按顺时针方向转动，这时线圈所产生的转矩最大。当线圈平面与磁感线垂直时，产生的转矩最大。当线圈平面与磁感线垂直时，电磁转矩为零，但线圈仍靠惯性继续转动。通过电磁转矩为零，但线圈仍靠惯性继续转动。通过换向器的作用，与电源负极相连的电刷换向器的作用，与电源负极相连的电刷A A始终与始终与转到转到N N极一侧的导线相连，电流方向恒为由极一侧的导线相连，电流方向恒为由A A流出流出线圈；与电源正极相连的电刷线圈；与电源正极相连的电刷B B始终与转到始终与转到S S极一极一侧的导线相连，电流方向恒为由侧的导线相连，电流方向恒为由B B流入线圈。因此流入线圈。因此，线圈始终能按顺时针方向连续旋转。，线圈始终能按顺时针方向连续旋转。当线圈平面与磁感线平行时，线圈在N极一侧的部分所受电磁力31我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-4 4-4 铁磁物质铁磁物质4-4 铁磁物质32我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、铁磁物质的磁化一、铁磁物质的磁化 使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化磁化磁化磁化。只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物质是不能被磁化的。这是因为铁磁物质可以看作质是不能被磁化的。这是因为铁磁物质可以看作是由许多被称为是由许多被称为磁畴磁畴磁畴磁畴的小磁体所组成。的小磁体所组成。一、铁磁物质的磁化 使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称33我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性互相抵消，对外不显磁性；但在外磁场作用下，性互相抵消，对外不显磁性；但在外磁场作用下，磁畴就会沿着外磁场方向变成整齐有序的排列，磁畴就会沿着外磁场方向变成整齐有序的排列，所以整体也就具有了磁性。所以整体也就具有了磁性。在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性互相抵消，对外34我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、磁化曲线二、磁化曲线 当一个线圈的结构、形状、匝数都已确定当一个线圈的结构、形状、匝数都已确定时，铁磁物质的时，铁磁物质的B B随随H H变化的规律可用变化的规律可用B BH H曲曲线来表示，称为线来表示，称为磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线。二、磁化曲线 当一个线圈的结构、形状、匝数都已35我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 曲线曲线oaoa段较为陡峭，段较为陡峭，B B随随H H近似成正比增加。近似成正比增加。b b点以后的部分近似平坦，表明即使再增大点以后的部分近似平坦，表明即使再增大线圈中的电流线圈中的电流I I以增大以增大H H，B B也已近似不变了，铁也已近似不变了，铁心磁化到这种程度称为心磁化到这种程度称为磁饱和磁饱和磁饱和磁饱和。a a点到点到b b点是一段弯曲的部分，称为曲线的膝点是一段弯曲的部分，称为曲线的膝部。这一段是从未饱和到饱和的逐步过渡。部。这一段是从未饱和到饱和的逐步过渡。曲线oa段较为陡峭，B随H近似成正比增加。36我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 各种电器的线圈中，一般都装有铁心以获得各种电器的线圈中，一般都装有铁心以获得较强的磁场。而且在设计时，常常是将其工作磁较强的磁场。而且在设计时，常常是将其工作磁通取在磁化曲线的膝部，还常将铁心制成闭合的通取在磁化曲线的膝部，还常将铁心制成闭合的形状，使磁感线沿铁心构成回路。形状，使磁感线沿铁心构成回路。各种电器的线圈中，一般都装有铁心以获得较强的磁场。而且37我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、磁滞回线三、磁滞回线 理想状态下的磁滞回线：理想状态下的磁滞回线：三、磁滞回线 理想状态下的磁滞回线：38我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物实际的磁滞回线：实际的磁滞回线：实际的磁滞回线：39我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 磁感应强度B的变化落后于磁场强度H的变化，这一现象称为磁滞磁滞。铁心在反复磁化的过程中，由于要不断克服磁畴惯性将损耗一定的能量，称为磁滞损耗磁滞损耗，这将使铁心发热。磁感应强度B的变化落后于磁场强度H的变化，这一现象称40我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、铁磁材料的分类四、铁磁材料的分类硬磁材料特点：不易磁化，不易退磁 典型材料及用途：碳钢、钴钢等，适合制作永久磁铁，扬声器的磁钢 四、铁磁材料的分类硬磁材料特点：41我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物软磁材料特点：容易磁化，容易退磁典型材料及用途：硅钢、铸钢、铁镍合金等，适合制作电机、变压器、继电器等设备中的铁心软磁材料特点：42我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物矩磁材料特点：很易磁化，很难退磁典型材料及用途：锰镁铁氧体、锂锰铁氧体等，适合制作磁带、计算机的磁盘矩磁材料特点：43我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-5 4-5 电磁感应电磁感应4-5 电磁感应44我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、电磁感应现象一、电磁感应现象电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？一、电磁感应现象电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？45我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不偏转，但将它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。这种利用磁场产生电流的现象称为电电磁感应磁感应现象，产生的电流称为感应电流感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势感应电动势。将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不46我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、楞次定律二、楞次定律 以上实验表明：在线圈回路中产生感应电动以上实验表明：在线圈回路中产生感应电动势和感应电流的原因是由于磁铁的插入和拔出导势和感应电流的原因是由于磁铁的插入和拔出导致线圈中的磁通发生了变化。致线圈中的磁通发生了变化。楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在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：方向上的关系，即：感应电流产生的磁通总是阻感应电流产生的磁通总是阻感应电流产生的磁通总是阻感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化碍原磁通的变化碍原磁通的变化碍原磁通的变化。二、楞次定律 以上实验表明：在线圈回路中产生感应电动势和47我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、法拉第电磁感应定律三、法拉第电磁感应定律 在上述实验中，如果改变磁铁插入或拔出的在上述实验中，如果改变磁铁插入或拔出的速度，就会发现，磁铁运动速度越快，指针偏转速度，就会发现，磁铁运动速度越快，指针偏转角度越大，反之越小。而磁铁插入或拔出的速度，角度越大，反之越小。而磁铁插入或拔出的速度，反映的是线圈中磁通变化的速度。即：反映的是线圈中磁通变化的速度。即：线圈中感线圈中感线圈中感线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。这就是法拉第电磁感应定律。三、法拉第电磁感应定律 在上述实验中，如果改变磁铁插入或48我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物用表示时间间隔t内一个单匝线圈中的磁通变化量，则一个单匝线圈产生的感应电动势的大小为 如果线圈有N匝，则感应电动势的大小为用表示时间间隔t内一个单匝线圈中的磁通变化量，则一个49我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、直导线切割磁感线产生感应电动势四、直导线切割磁感线产生感应电动势 感应电动势的方向感应电动势的方向可用可用右手定则右手定则右手定则右手定则判断。平判断。平伸右手，大拇指与其余伸右手，大拇指与其余四指垂直，让磁感线穿四指垂直，让磁感线穿入掌心，大拇指指向导入掌心，大拇指指向导体运动方向，则其余四体运动方向，则其余四指所指的方向就是感应指所指的方向就是感应电动势的方向。电动势的方向。四、直导线切割磁感线产生感应电动势 感应电动势50我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互相垂直时，导体中的感应电动势为：相垂直时，导体中的感应电动势为：e e=BlvBlv 如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角，则导体中的感应电动势为则导体中的感应电动势为e e=BlvBlvsinsin 当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互相垂直时，导体中51我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的，实际应用中，将导线做成线动势的原理发电的，实际应用中，将导线做成线圈，使其在磁场中转动，从而得到连续的电流。圈，使其在磁场中转动，从而得到连续的电流。动画：正弦交流电的产生动画：正弦交流电的产生动画：实际应用的发电机动画：实际应用的发电机 发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的52我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物例题例题 如下图所示，在磁感应强度为如下图所示，在磁感应强度为B B的匀强的匀强磁场中，有一长度为磁场中，有一长度为l l 的直导体的直导体ABAB，可沿平行导，可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度电轨道滑动。当导体以速度v v向左匀速运动时，试向左匀速运动时，试确定导体中感应电动势的方向和大小。确定导体中感应电动势的方向和大小。例题 如下图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一53我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物解解解解:（1 1）导体向左运动时，导电回路中磁通将增加，导体向左运动时，导电回路中磁通将增加，根据楞次定律判断，导体中感应电动势的方向是根据楞次定律判断，导体中感应电动势的方向是B B端为正，端为正，A A端为负。用右手定则判断，结果相同。端为负。用右手定则判断，结果相同。（2 2）设导体在）设导体在 t t时间内左移距离为时间内左移距离为d d，则导电回，则导电回路中磁通的变化量为路中磁通的变化量为 =B B S S=BldBld=BlvBlv t t所以感应电动势所以感应电动势 解:54我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果导体和磁感线之间有相对运动时，用右如果导体和磁感线之间有相对运动时，用右手定则判断感应电流方向较为方便；手定则判断感应电流方向较为方便；如果导线与磁感线之间无相对运动，只是穿如果导线与磁感线之间无相对运动，只是穿过闭合回路的磁通发生了变化，则用楞次定律来过闭合回路的磁通发生了变化，则用楞次定律来判断感应电流的方向。判断感应电流的方向。第4章-磁场与电磁感应ppt课件55我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-6 4-6 自感自感4-6 自感56我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、自感现象一、自感现象 合上开关，HL2比HL1亮的慢断开开关，灯泡闪亮一下才熄灭一、自感现象合上开关，HL2比HL1亮的慢断开开关，灯泡闪57我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当线圈中的电流发生变化时，线圈中就会产当线圈中的电流发生变化时，线圈中就会产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。电流的变化。这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引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起的电磁感应现象称为自感现象自感现象自感现象自感现象，简称，简称自感自感自感自感。在自感现象中产生的感应电动势称为在自感现象中产生的感应电动势称为自感电自感电自感电自感电动势动势动势动势，用，用e eL L表示，自感电流用表示，自感电流用i iL L表示。表示。当线圈中的电流发生变化时，线圈中就会产生感应电动势，这58我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、自感系数二、自感系数自感电流产生的磁通称为自感电流产生的磁通称为自感磁通自感磁通自感磁通自感磁通。一个线圈中通过单位电流所产生的自感磁一个线圈中通过单位电流所产生的自感磁通称为通称为自感系数自感系数自感系数自感系数（简称（简称电感电感电感电感），用），用L L表示，即表示，即L L的单位是亨利，用的单位是亨利，用H H表示。常采用较小的表示。常采用较小的单位有毫亨单位有毫亨(mH)(mH)和微亨（和微亨（HH）。）。二、自感系数自感电流产生的磁通称为自感磁通。59我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，电感就越大。有铁心的线圈，其电感要比空心线电感就越大。有铁心的线圈，其电感要比空心线圈的电感大得多。圈的电感大得多。有铁心的线圈，其电感也不是一个常数，称有铁心的线圈，其电感也不是一个常数，称为为非线性电感非线性电感非线性电感非线性电感。电感为常数的线圈称为。电感为常数的线圈称为线性电感线性电感线性电感线性电感。空心线圈当其结构一定时，可近似地看成线性电空心线圈当其结构一定时，可近似地看成线性电感。感。线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线圈越长，单位长度60我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、自感电动势三、自感电动势由由NN=LILI，有有代入代入 ，可得，可得三、自感电动势由N=LI，有61我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、四、RL电路过渡过程电路过渡过程 电感线圈与电容器相似，都是电路中的储能电感线圈与电容器相似，都是电路中的储能元件。元件。开关开关SASA刚刚闭合时，电流不可能一下子由零刚刚闭合时，电流不可能一下子由零变到稳定值，而是逐渐地增大；而当切断电源时，变到稳定值，而是逐渐地增大；而当切断电源时，电流也不是立即消失，而是逐渐减小而消失。电流也不是立即消失，而是逐渐减小而消失。四、RL电路过渡过程 电感线圈与电容器相似，都是电路中的62我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 过渡过程的快慢与过渡过程的快慢与L L和和R R的数值有关，的数值有关，L L与与R R的比值称为的比值称为RLRL电路的时间常数，即：电路的时间常数，即：越小，表明过渡过程越快。越小，表明过渡过程越快。过渡过程的快慢与L和R的数值有关，L与R的比值63我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-7 4-7 互感互感4-7 互感64我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、互感现象和互感电动势一、互感现象和互感电动势 在开关在开关SASA闭合或断开瞬间以及改变闭合或断开瞬间以及改变RPRP的阻的阻值，检流计的指针都会发生偏转。值，检流计的指针都会发生偏转。一、互感现象和互感电动势 在开关SA闭合或断开瞬间以及65我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我们把由一个线圈中的电流发生变化而在另一我们把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称为线圈中产生电磁感应的现象称为互感现象互感现象互感现象互感现象，简称，简称互互互互感感感感。由互感产生的感应电动势称为由互感产生的感应电动势称为互感电动势互感电动势互感电动势互感电动势，用用e eMM表示表示。互感电动势的计算公式为互感电动势的计算公式为式中式中MM称为称为互感系数互感系数互感系数互感系数，简称，简称互感互感互感互感，单位和自感，单位和自感一样，也是亨（一样，也是亨（H H）。）。我们把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66我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、互感线圈的同名端二、互感线圈的同名端 我们把由于线圈绕向一致而产生感应电动势我们把由于线圈绕向一致而产生感应电动势的极性始终保持一致的端子称为线圈的同名端，的极性始终保持一致的端子称为线圈的同名端，用用“”“”或或“*”“*”表示。表示。二、互感线圈的同名端 我们把由于线圈绕向一致而产生感应电67我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图中图中1 1、4 4、5 5就是一组同名端。就是一组同名端。SA SA闭合瞬间，闭合瞬间，A A线圈有电流线圈有电流i i从从1 1端流进，根端流进，根据楞次定律，在据楞次定律，在A A线圈两端产生自感电动势，极线圈两端产生自感电动势，极性为左正右负。利用同名端可确定性为左正右负。利用同名端可确定B B线圈的线圈的4 4端和端和C C线圈的线圈的5 5端皆为互感电动势的正端。端皆为互感电动势的正端。图中1、4、5就是一组同名端。SA闭合瞬间，A线68我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4-8 4-8 磁路欧姆定律磁路欧姆定律4-8 磁路欧姆定律69我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、磁路一、磁路磁通所通过的路径称为磁通所通过的路径称为磁路磁路磁路磁路。一、磁路磁通所通过的路径称为磁路。70我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物磁路可分为磁路可分为无分支磁路无分支磁路无分支磁路无分支磁路和和有分支磁路有分支磁路有分支磁路有分支磁路。如上图。如上图a a和和b b为无分支磁路，为无分支磁路，c c为有分支磁路。为有分支磁路。磁路中除铁心外往往还有一小段非铁磁材料，磁路中除铁心外往往还有一小段非铁磁材料，例如空气隙等等。例如空气隙等等。由于磁感线是连续的，所以通过无分支磁路各由于磁感线是连续的，所以通过无分支磁路各处横截面的磁通是相等的。处横截面的磁通是相等的。磁路可分为无分支磁路和有分支磁路。如上图a和b为无分支磁71我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 与电路比较，磁路的漏磁现象要比电路的漏与电路比较，磁路的漏磁现象要比电路的漏电现象严重得多。全部在磁路内部闭合的磁通称电现象严重得多。全部在磁路内部闭合的磁通称主磁通主磁通主磁通主磁通，部分经过磁路周围物质而自成回路的磁，部分经过磁路周围物质而自成回路的磁通称为通称为漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通。在漏磁不严重的情在漏磁不严重的情况下可将其忽略，只考况下可将其忽略，只考虑主磁通。虑主磁通。与电路比较，磁路的漏磁现象要比电路的漏电现象严重得多72我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、磁路欧姆定律二、磁路欧姆定律1 1磁动势磁动势 通电线圈的匝数越多，电流越大，磁场越通电线圈的匝数越多，电流越大，磁场越强，磁通强，磁通也就越多。我们把通过线圈的电流也就越多。我们把通过线圈的电流I I和和线圈匝数线圈匝数N N的乘积称为磁动势，用的乘积称为磁动势，用F Fmm表示，即表示，即F Fmm=NINI 磁动势的单位是磁动势的单位是A A。二、磁路欧姆定律1磁动势73我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2磁阻磁阻磁通通过磁路时所受到的阻碍作用称为磁通通过磁路时所受到的阻碍作用称为磁阻磁阻磁阻磁阻，用符号用符号R Rmm表示。其公式为表示。其公式为式中式中、l l、S S的单位分别为的单位分别为H/mH/m、mm、mm2 2，磁，磁阻阻R Rmm的单位为的单位为H H1 1。2磁阻74我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3 3磁路欧姆定律磁路欧姆定律通过磁路的磁通与磁动势成正比，而与磁阻通过磁路的磁通与磁动势成正比，而与磁阻成反比，即成反比，即 上式与电路的欧姆定律相似，故称上式与电路的欧姆定律相似，故称磁路欧姆磁路欧姆磁路欧姆磁路欧姆定律定律定律定律。由于铁磁材料磁导率的非线性，磁阻由于铁磁材料磁导率的非线性，磁阻R Rmm不是不是常数，所以磁路欧姆定律只能对磁路作定性分析。常数，所以磁路欧姆定律只能对磁路作定性分析。3磁路欧姆定律75我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、磁路与电路的比较三、磁路与电路的比较磁磁 路路电电 路路磁磁动势动势F Fmm =NI=NI电动势电动势E E磁通磁通电电流流I I 磁阻磁阻 电阻电阻磁磁导导率率 电电阻率阻率 磁路欧姆定律磁路欧姆定律 电路欧姆定律电路欧姆定律三、磁路与电路的比较磁 路电 路磁动势Fm=N76我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、电磁铁四、电磁铁 将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了一个电磁铁。实际应用的电磁铁一般由一个电磁铁。实际应用的电磁铁一般由励磁线圈励磁线圈励磁线圈励磁线圈、铁心铁心铁心铁心、衔铁衔铁衔铁衔铁三个主要部分组成。三个主要部分组成。四、电磁铁 将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了一个电77我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物直流电磁铁和交流电磁铁的主要区别直流电磁铁和交流电磁铁的主要区别直流电磁铁直流电磁铁交流电磁铁交流电磁铁空气隙对励磁电流空气隙对励磁电流的影响的影响励磁电流恒定不变，励磁电流恒定不变，与空气隙无关与空气隙无关励磁电流随空气隙的励磁电流随空气隙的增大而增大增大而增大磁滞损耗和磁滞损耗和涡流损耗涡流损耗无无有有吸力吸力恒定不变恒定不变脉动变化脉动变化铁心结构铁心结构由整块铸钢或工程纯由整块铸钢或工程纯铁制成铁制成由多层彼此绝缘的硅由多层彼此绝缘的硅钢片叠成钢片叠成直流电磁铁和交流电磁铁的主要区别直流电磁铁交流电磁铁空气隙对78