磁通与磁感应PPT课件

1、磁场的特性可用磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导 率率等几个物理量表示。等几个物理量表示。 一、磁感应强度一、磁感应强度 与与磁场方向相垂直磁场方向相垂直的单位面积上通过的的单位面积上通过的磁通磁通（磁（磁 感线），可表示磁场内某点的感线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向磁场强弱和方向。 S B B的单位：特的单位：特斯拉斯拉（T） 1T104Gs 的单位：韦伯的单位：韦伯 矢量矢量 3.2磁感应强度与磁通磁感应强度与磁通 牛牛文库文档分 享 v二二 磁通磁通 v为了表示磁场在空间的分布情况，可以用磁为了表示磁场在空间的分布情况，可以用磁 力线的力

2、线的 v多少疏密度来描述，但它只能定性分析。多少疏密度来描述，但它只能定性分析。 v 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁 力线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简力线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简 称磁通。用字母称磁通。用字母 来表示，来表示， v它的的单位为韦它的的单位为韦伯伯 Wb 如果如果 磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向 相同，这样的磁场则称为均匀磁场相同，这样的磁场则称为均匀磁场。 牛牛文库文档分 享 计算：计算： 磁感应强度磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积与垂直于磁场方向的面积S的的乘积乘积， 称为称

3、为通过该面积通过该面积的的磁通磁通 。 BS 的单位：的单位：伏伏秒，通称为韦秒，通称为韦伯伯 Wb 或麦克斯韦或麦克斯韦Mx 1Wb108Mx 牛牛文库文档分 享 三、磁导率三、磁导率 为了表征为了表征物质导磁能力，我们引入了物质导磁能力，我们引入了磁导率这个磁导率这个 物理量，以字母物理量，以字母 来表示，则来表示，则 真空中的磁导率为常数真空中的磁导率为常数 mH /104 7 0 相对磁导率相对磁导率 r 一般任意材料的磁导率一般任意材料的磁导率 真空磁导率真空磁导率 0 0 r 牛牛文库文档分 享 一般材料的磁导率一般材料的磁导率 和真空磁导率和真空磁导率 0 的比值，称为的比值，称

4、为 该物质的相对磁导率该物质的相对磁导率 r 0 r 或或 00 B B H H r 磁性材料 非磁性材料 1 1 r r 返回返回 牛牛文库文档分 享 四、磁场强度四、磁场强度 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 磁场强度磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为是计算磁场所用的物理量，其大小为磁磁 感应强度感应强度和和磁导率磁导率之之比比。 B H H的单位：安米的单位：安米 的单位：亨米的单位：亨米 矢量矢量 牛牛文库文档分 享 引入新课引入新课 牛牛文库文档分 享 v在奥斯特实验中我们知道了电流对磁体有力的作用，反过在奥斯特实验中我们知道了电流对磁体有力的作用，反过 来，磁体对电流有

5、无力的作用呢？来，磁体对电流有无力的作用呢？ v如果我们把通电导体在放在磁场中，会有怎样的现象？如果我们把通电导体在放在磁场中，会有怎样的现象？ 实验装置实验装置 牛牛文库文档分 享 实验现象实验现象 v1 1、闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动、闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动. . v2 2、磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向、磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向 发生改变发生改变. . v3 3、电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向、电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向 也发生了改变也发生了改变. . 实验结论实验结论 v闭合开关，

6、原来静止在磁场中的导体发生运动，说明闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动，说明通电通电 导体在磁场受到力的作用导体在磁场受到力的作用. . v磁场对通电导体磁场对通电导体作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关. . 牛牛文库文档分 享 磁场的强弱磁场的强弱 电流的大小电流的大小 电流的长度电流的长度 磁场对电流的作用力称为安培力。磁场对电流的作用力称为安培力。 牛牛文库文档分 享 （1 1） 更精确的实验表明：在匀强磁场中，在通电直导线更精确的实验表明：在匀强磁场中，在通电直导线 与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力

7、F F等于磁感应强度等于磁感应强度B B、 电流电流I I和导线的长度和导线的长度L L三者的乘积。三者的乘积。 即：即： （2 2）实验表明：实验表明：平行时平行时 如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？ 牛牛文库文档分 享 把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量：分解为两个分量： 一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B B1 1=Bsin=Bsin 另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2=Bcos=Bcos 平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作用力，不对通电导线产生作用力， 通电导线所受作用力仅由通电导线所受作用力仅由B B1 1决定

8、。决定。 即即F=ILBF=ILB1 1，将，将B B1 1=Bsin=Bsin代入得：代入得： I B B2 B1 0o0F 90OFILB 表示磁场方向与电流方向间的夹角表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场 牛牛文库文档分 享 伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直， 让磁感线让磁感线手心，四指指向电流的方向，那么拇指所手心，四指指向电流的方向，那么拇指所 指方向即为通电直导体在磁场中的受力的方向。指方向即为通电直导体在磁场中的受力的方向。 牛牛文库文档分 享 F、B

9、、I方向关系方向关系 B I F 示意图 安培力方向既与电流方向垂直又安培力方向既与电流方向垂直又 与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁 场所在的平面场所在的平面 遵循左手定则遵循左手定则 B I F 示意图 安培力的方向与磁场方向安培力的方向与磁场方向，安培力的方，安培力的方 向与磁场方向向与磁场方向。 牛牛文库文档分 享 复习回顾：复习回顾： 1 1、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？ 2 2、安培力的大小如何计算？、安培力的大小如何计算？ 0o0F 90OFILB 牛牛文库文档分 享 二 磁场对通电线圈的作用

10、 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转 速，而交流电动机的调速就不太方便。因此，不少需要调速的设速，而交流电动机的调速就不太方便。因此，不少需要调速的设 备，都采用直流电动机。如无轨电车和电气机车都用直流电动机。备，都采用直流电动机。如无轨电车和电气机车都用直流电动机。 牛牛文库文档分 享 vF1=F2,F1=F2,受力方向相反，所以促使线圈转动。这就是电受力方向相反，所以促使线圈转动。这就是电 动机

11、的工作原理。动机的工作原理。 牛牛文库文档分 享 牛牛文库文档分 享 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而 大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。 牛牛文库文档分 享 问题问题磁电式电流表的构造磁电式电流表的构造 问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？ 问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？ 问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？ 问题问题电流表的工作原理电流表的工作原理 磁电式电流表磁电式电流表 牛牛文库文档分 享 磁电式电流表磁电式电流表

12、1 1、磁电式电流表的构造、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、 线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 . 牛牛文库文档分 享 问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的. . 所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的 中心，不管线圈处于什么位置，中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁

13、感线之间的夹角都是线圈平面与磁感线之间的夹角都是 零度零度. . 在以铁芯为中心的圆圈上，在以铁芯为中心的圆圈上， 各点的磁感应强度各点的磁感应强度B B的的大小是相等大小是相等的的. . 该磁场该磁场并非匀强磁场并非匀强磁场 问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？ 问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？ 牛牛文库文档分 享 2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈 转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，当电流通过线圈时线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，当电

14、流通过线圈时线圈 上跟铁芯轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线上跟铁芯轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线 圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动 的力矩，其大小的力矩，其大小 随线圈转动的角度增大而增大，随线圈转动的角度增大而增大， 当这种阻碍力矩和安培力产生当这种阻碍力矩和安培力产生 的使线圈转动的力矩相平衡时，的使线圈转动的力矩相平衡时， 线圈停止转动。线圈停止转动。 牛牛文库文档分 享 磁电式电流表的磁电式电流表的工作原理工作原理 线圈所受的线圈所受的磁力矩磁力矩 NBISM 1

15、IM 1 当当N N、B B、S S一定时，有一定时，有 线圈转动时线圈转动时, ,受到受到弹簧的反抗力矩弹簧的反抗力矩 kM 2 当线圈当线圈在某一位置时在某一位置时, , 21 MM I k NSB kNBIS 若若N N、S S、B B、k k一定时一定时,I,I , ,有有 牛牛文库文档分 享 2 2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越 大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越 大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的大，因而根据指针的偏转角度

16、的大小，可以知道被测电流的 强弱。强弱。 3 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变， 指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以 知道被测电流的方向。知道被测电流的方向。 牛牛文库文档分 享 实验现象实验现象 v1 1、闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动、闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动. . v2 2、磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向、磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向 发生改变发生改变. . v3 3、电流方向

17、不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向、电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向 也发生了改变也发生了改变. . 实验结论实验结论 v闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动，说明闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动，说明通电通电 导体在磁场受到力的作用导体在磁场受到力的作用. . v磁场对通电导体磁场对通电导体作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关. . 牛牛文库文档分 享 复习回顾：复习回顾： 1 1、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？ 2 2、安培力的大小如何计算？、安培力的大小如何计算？ 0

18、o0F 90OFILB 牛牛文库文档分 享 二 磁场对通电线圈的作用 牛牛文库文档分 享 问题问题磁电式电流表的构造磁电式电流表的构造 问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？ 问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？ 问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？ 问题问题电流表的工作原理电流表的工作原理 磁电式电流表磁电式电流表 牛牛文库文档分 享 磁电式电流表磁电式电流表 1 1、磁电式电流表的构造、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、 线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 . 牛牛文库文档分 享 2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈 转到什么角度，它的平