2.1磁的基本知识

第二章电磁现象及其应用§2-1磁的基础知识§2-2电磁铁和继电器§2-3电磁感应§2-1磁的基础知识实验：

见证磁的神奇生活中的磁一、磁现象1．磁体磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，这种性质叫磁性，具有这种性质的物体叫磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条形磁体、蹄形磁体和磁针等，如下图所示。2.磁极磁体上存在两个磁性最强的部分叫磁极。将一个磁体用线悬挂起来，静止时指南的磁极叫南极（S极），指北的磁极叫北极（N极）。

3．磁化一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。4．磁极的相互作用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。二、磁场与磁力线磁极之间的相互作用是通过磁场进行传递的。磁场是磁体周围存在的特殊物质磁场。a）条形磁铁周围的铁屑b）蹄形磁铁周围的铁屑磁场的分布常用磁感线来描述。（1）磁力线是互不相交的闭合曲线。在磁体外部，磁力线由N极指向S极；在磁体内部，磁力线由S极指向N极。（2）磁力线的疏密反映磁场的强弱。磁力线越密、磁场越强；磁力线越疏、磁场越弱。（3）磁力线上任一点的切线方向就是该点的磁场方向，即静止时小磁针N极所指的方向。三、电流的磁效应不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。1．直线电流的磁场

判断方法：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力线环绕方向。

2．环形电流的磁场

判断方法：右手握住螺线管，弯曲的四指指向电流的方向，则大母指指向就是螺线管内部磁力线的方向。

电流磁效应的重要应用之一是电磁铁。磁铁分直流电磁铁和交流电磁铁，如下图所示为直流电磁铁的应用实例电磁继电器。

3、电流的磁效应的应用A：线圈；B：衔铁；C：弹簧D：动触点；E：静触点磁场的主要物理量1、磁感应强度(磁通密度)2、磁通量3、磁导率4、磁场强度1、磁感应强度(磁通密度)B磁场变强磁场变弱是表示磁场强弱的物理量，磁场的基本特性是对其中的电流有磁场力的作用。1、磁感应强度(磁通密度)B磁场变强磁场变弱因此研究磁场的强弱，可以从分析电流在磁场中的受力情况着手，找出表示磁场的强弱的物理量。1、磁感应强度(磁通密度)磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F与电流I和导线长度L

乘积的比值，叫做磁感应强度1.定义1、磁感应强度(磁通密度)BFIL=2.公式1、磁感应强度(磁通密度)

磁感应强度B的大小反映了磁场的强弱程度。地磁场的磁感应强度大约是0.5×10-4TT（特）3.单位

一般永久磁铁的磁感应强度大约是0.4~0.7T，在电机和变压器的铁心中，磁感应强度可达0.8~1.4T——南斯拉夫血统的美国电工学家、发明家，交流电之父。1880年特斯拉发明了世界上第一台交流发电机。制作了著名的“特斯拉线圈”。为了纪念他，在他百年纪念时（1956年），国际电气技术协会决定，把国际单位制中磁感应强度的单位命名为特斯拉。

特斯拉（NikolaTesla，1856—1943）1、磁感应强度(磁通密度)磁感应强度B的大小只与磁场本身性质有关，而与F，I，L无关磁感应强度B

是矢量，它的方向就是该点的磁场方向，可以用磁感线形象地描绘。磁感线的切线方向表示该点B

的方向１２说明：1、磁感应强度(磁通密度)B匀强磁场如果在磁场中的某一区域，各点的磁感应强度大小和方向均相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场。如图所示，通电导线l垂直放于磁场中，导线长8m，磁感应强度B的值为2T，导线所受的力为32N，求导线中电流的大小．解析：由F＝BIL得I＝F/BL＝2A.磁场的主要物理量1、磁感应强度(磁通密度)2、磁通量3、磁导率4、磁场强度2、磁通量Ф在电磁学里常常要讨论穿过某一个面的磁场，为此需要引入一个新的物理量——磁通量。磁通量是描述磁场在某一范围内分布情况的物理

量1.定义2、磁通量

在匀强磁场中，在与磁感线垂直的某截面上，截面积与磁感应强度的乘积称为通过该截面的磁通量，用字母Ф表示，即Ф=BS

磁通量的单位是Wb（韦伯），1Wb=1T×1m22、磁通量2.公式用字母Ф表示，即Ф=BS（B与S垂直）Ф=0（B与S平行）2、磁通量Wb（韦伯），1Wb=1T×1m23.单位韦伯（WilhelmEduardWeber，1804—1891）

——德国物理学家。韦伯在电磁学上的贡献是多方面的，在建立电学单位的绝对测量方面卓有成效。后人为了纪念韦伯的科学贡献，以他的姓氏为磁通量的国际制单位命名。磁场的主要物理量1、磁感应强度(磁通密度)2、磁通量3、磁导率4、磁场强度3、磁导率当我们用一个插有软铁芯的通电线圈去吸引铁钉，然后把通电线圈中的软铁芯抽出变成空心线圈再去吸引铁钉，便会发现两种情况下吸引力大小不同，前者比后者大得多。3、磁导率这表明磁场的强弱不仅与电流的大小和导体的形状有关，还与磁场中磁介质的导磁性能有关。3、磁导率磁导率μ就是一个用来表示磁介质导磁性能的物理量。和不同材料有不同导电能力一样，不同的磁介质有不同的磁导率，它的单位为H/m（亨/米）3、磁导率真空中的磁导率是一个常数，有μ0表示，μ0＝4π×10-7H/m。由于真空中的磁导率是一个常数，因此可以将其他磁介质的磁导率与真空的磁导率的比值叫做相对磁导率，用μr表示3、磁导率相对磁导率没有单位，它表明在其他条件相同的情况下，磁介质中的导磁能力是真空中的多少倍3、磁导率根据各种物质导磁性能的不同，可把物质分为以下三种类型：反磁性物质：μr＜1，这类物质中所产生的磁场要比真空中弱一些，如铜、石墨、银、锌等。顺磁性物质：μr＞1，这类物质中所产生的磁场要比真空中强一些，如空气、铂、锡、铝等。铁磁性物质：μr＞＞1，而且不是一个常数，其他条件相同的情况下，这类物质中所产生的磁场要经真空中的磁场强几千甚至几万倍，因而在电工技术方面应用甚广，如铁、钢、钴、镍及某些合金等１２33、磁导率反磁性物质和顺磁性物质的相对磁导率都接近于1，因而除铁磁性物质外，其他物质的相对磁导率都可以认为等于1，并称这些物质为非铁磁物质磁场的主要物理量1、磁感应强度(磁通密度)2、磁通量3、磁导率4、磁场强度4、磁场强度由于磁场中各点的磁通密度B的大小与磁介质的性质有关，并且同一磁介质的磁导率并不是一个常数，这就是磁场的计算显得比较复杂4、磁场强度因此，为了使磁场的计算简单，常用磁场强度这个物理量来表示磁场的性质。在磁场中，各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关，而与磁介质的性质无关4、磁场强度磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率μ的比值，叫做该点的磁场强度，用H来表示即：H=B/μ4、磁场强度磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中，它的方向是和磁感应强度的方向一致的4、磁场强度在国际单位制中，它的单位为A/m(安/米)。工程技术中常用辅助单位A/cm(安/厘米)1A/m＝100A/cm知识应用公式应用：Ｂ＝Ｆ／IL【例题1】如图，在磁感应强度大小为B的磁场中垂直放置1根长为5m的载流直导体，测得受到的电磁力为2N，求磁感应强度B。知识应用公式应用：Φ=BS【例题2】在磁感应强度为0.05T的均匀磁场中，放置一个长、宽各为30cm、20cm的矩形线圈，试求线圈平面与磁场方向垂直时的磁通量。练习1.描述磁场的四个主要物理量是

、

、

、和

_；它们的表示字母分别是____、____、_____和_____；它们的单位分别是____、____、____和____。2.判断：(1)由B=F/IL可知，B与F成正比，与IL成反比.()(2)由B=F/IL可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场.()(3)通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强.()磁感应强度磁通磁场强度磁