第五章-磁場和磁路復(fù)習(xí)(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章 磁場和磁路1.理解主要物理量的物理意義，單位及他們之間的相互關(guān)系。2.掌握右手螺旋定則，左右定則以及磁場對(duì)電流作用力的計(jì)算。3.了解磁材料的磁性能。4.掌握磁路歐姆定律，全電流定律的物理意義及簡單直流磁路的分析和計(jì)算。一、 磁場（1） 磁場：磁體周圍存在的一種特殊的物質(zhì)叫磁場。（2） 磁場力：磁體間的相互作用力稱為磁場力。 （同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。）（3） 磁場的性質(zhì)：磁場具有力的性質(zhì)和能量性質(zhì)。（4） 磁場的方向：我們規(guī)定在磁場中小磁針靜止時(shí)N極所指的方向即為該點(diǎn)的磁場方向。（5） 勻強(qiáng)磁場：在磁場中某一區(qū)域，若磁場的大小、方向都相同，這部分磁

2、場，稱為勻強(qiáng)磁場。二、 磁感應(yīng)線（1） 定義：磁場中畫出一些曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向相同。（2） 特點(diǎn)：a 磁感應(yīng)線的切線方向表示磁場方向，其疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱。b 磁感應(yīng)線是閉合曲線；在磁體外部，磁感應(yīng)線由N極出來繞到S極；在磁體內(nèi)部，磁感應(yīng)線的方向由S極指向N極。c 任意兩條磁感應(yīng)線不相交。說明：磁感應(yīng)線是為研究問題方便人為引入的假象曲線實(shí)際上并不存在。（3） 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)線：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)線是一系列疏密均勻相互平行的直線。三、 電流的磁場1 電流所產(chǎn)生的磁場方向可用安培定則來判定。（a） 直線電流：用右手握住導(dǎo)線，讓拇指指向電流方向，四指所指的電流

3、方向就是磁感應(yīng)線的環(huán)繞方向，即磁場的方向。（b） 環(huán)形電流：讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是導(dǎo)線環(huán)中心軸線上的磁感應(yīng)線方向。（c） 通電螺線管：用右手握住螺線管，四指指向電流方向，拇指所指的就是螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)線方向。（右手螺旋法則）I例1 標(biāo)出各圖中的磁感應(yīng)線方向。I例2 標(biāo)出各圖中的電流方向。NNN水平放置安培定則：右手直線電流環(huán)形電流通電螺線管大拇指指向電流方向磁感線方向磁感線方向四指指向磁感線方向電流方向電流方向2 電流的磁效應(yīng)（1） 電流周圍存在磁場的現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。（2） 電流的磁效應(yīng)揭示了磁現(xiàn)象的本質(zhì)。二、磁場的主要物理量（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B1

4、定義：在磁場中垂直與磁場方向的通電導(dǎo)線所受的磁場力F與電流I和導(dǎo)線的長度L乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。公式表示為： BFILB：（N/Am）T（特斯拉） F：N（牛） I：A（安） L：m（米）2 磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量：它的方向（磁場方向）為小磁針放在該點(diǎn)處靜止時(shí)N極所指的方向。3 勻強(qiáng)磁場：在磁場的某一區(qū)域里磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向都相同。（2）磁通1 定義：在均勻磁場中有一個(gè)與磁場方向垂直的平面磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量。2 公式： =BS B=/S （B：也稱為磁通密度）：Wb（韋伯） S：m2（米2） B：Wb/m2T（特） （3）磁導(dǎo)率1 磁導(dǎo)率是

5、一個(gè)表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。（磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不僅與電流的大小和導(dǎo)體的形狀有關(guān)，而且和磁場內(nèi)媒介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。）2 真空中的磁導(dǎo)率：0=4×10-7H/m3 相對(duì)磁導(dǎo)率r：任一媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值。r=/0 =r·04根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)磁性能分為：反磁性物質(zhì)：r順磁性物質(zhì)：r鐵磁性物質(zhì)：r（4）磁場強(qiáng)度H1 定義：磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與媒介質(zhì)磁導(dǎo)率的比值，叫做該點(diǎn)的磁場強(qiáng)度。2 公式： H=B/3 單位： A/m（安/米）4 方向：在均勻媒介質(zhì)中和磁感應(yīng)線的方向一致。5 各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的大小只與電流的大小和導(dǎo)體的形狀有關(guān)，而與媒介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。三、磁

6、場對(duì)電流的作用力F1 大?。篎=B ILSin（：電流方向和磁場方向的夾角）2 作用力的方向：（用左手定則判定）實(shí)驗(yàn)確定：伸出左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直進(jìn)入手心，并使四指指向電流的方向，這時(shí)手掌所在的平面與磁感線和導(dǎo)線所在的平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向。例題：判定下圖中的受力方向或電流方向。IBI· · · · · · ·· · · · · · ·· · 

7、3; · · · ·· · · · · · ·· · · · · · ·B×××××××××××××××××××××××××××××

8、;×××××××××××××××××××××BFNSFBF垂直指向紙內(nèi)FI四、鐵磁性物質(zhì)的磁化（1）鐵磁性物質(zhì)的磁化1 磁化：本來不具磁性的物質(zhì)，由于受磁場的作用而具有磁性的現(xiàn)象稱為該物質(zhì)被磁化。 應(yīng)用：應(yīng)用于電子和電氣設(shè)備中，如變壓器、繼電器、電機(jī)等。采用相對(duì)磁導(dǎo)率高的鐵磁性物質(zhì)作為繞組的鐵心。2. 磁滯回線：在交變磁場中，B-H曲線經(jīng)過多次循環(huán)，得到一個(gè)封閉的對(duì)稱于原點(diǎn)的閉合曲線，叫

9、做磁滯回線。3. 磁滯現(xiàn)象：在整個(gè)過程中B的變化總是落后于H的變化。4. 磁滯損耗：鐵磁性物質(zhì)的反復(fù)交變磁化會(huì)損耗一定的能量，這種損耗稱作磁滯損耗。5. 鐵磁性物質(zhì)的磁性能：高導(dǎo)磁性、磁滯性、磁飽和性。6. 鐵磁性物質(zhì)的分類（1）軟磁性物質(zhì)：磁滯回線窄而陡，回線所包圍的面積比較小。（電機(jī)、變壓器、儀表、電磁鐵鐵芯）（2）硬磁性物質(zhì)：磁滯回線寬而平，回線所包圍的面積比較大。（永久磁鐵）（3）矩磁性物質(zhì)：具有矩形磁滯回線的鐵磁性物質(zhì)。五、磁路的基本概念1.磁路：磁通經(jīng)過的閉合路徑叫做磁路。無分支磁路：經(jīng)過每一截面的磁通都相等2.磁路歐姆定律：（1） 磁動(dòng)勢(shì)：我們把通過線圈的電流和線圈的匝數(shù)乘積稱為

10、磁動(dòng)勢(shì)。符號(hào)：Em 單位：A公式：Em=IN（2） 磁阻：磁通通過磁路時(shí)所受到的阻礙作用。符號(hào)：Rm 單位：1/H（每亨）磁路中磁阻的大小與磁路的長度成正比，與磁路的橫截面積成反比，并于組成磁路的材料的性質(zhì)有關(guān)。公式：Rm=L/S（3） 磁路的歐姆定律：通過磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，而與磁阻成反比。公式表示：=Em/Rm可與電路的歐姆定律有相似關(guān)系： -IR=L/S-Rm=L/uS E-EmI=E/R-=Em/Rm例1 有一平均周長為80cm的環(huán)形螺旋線圈，線圈的匝數(shù)為5000匝，當(dāng)線圈中通入5A的電流，產(chǎn)生7.5×10-2Wb的磁通，求線圈鐵芯的相對(duì)磁導(dǎo)率。例2 有一環(huán)形空心螺線管

11、，其外徑為32cm，內(nèi)徑為28cm，線圈匝數(shù)為1500匝，其中電流為4.5A，求線圈中的磁通為多大？3.全電流定律1推導(dǎo)：=Em/Rm，將=BS Em=IN Rm=L/uS代入得：BS=IN/（L/uS） 即B=（IN/L） 與公式B=uH對(duì)照得： H=IN/L 或HL=IN2全電流定率：磁路中的磁場強(qiáng)度H與磁路的平均長度的乘積在數(shù)值上等于激發(fā)磁場的磁動(dòng)勢(shì)，稱為全電流定律。3磁位差：磁場強(qiáng)度H 與磁路中的長度L的乘積，又稱為磁位差。Um=HL若研究的磁路具有不同的截面，并且是由不同的材料構(gòu)成的，則磁路分為許多段來考慮，即同一材料，同一截面為一段：可得：IN=H1L1+H2L2+H3L3+.Hn

12、Ln 或:：IN=HL=Um例3 有一空心環(huán)形線圈，它的橫截面積為10-4m2，環(huán)行線圈的中心周長為0.05m，已知通過線圈的電流為2A，線圈匝數(shù)為1000匝，求：、B、H。若介質(zhì)由空氣換成4000的鐵磁性物質(zhì)，再求、B、H。已知：S=10-4m2 L=0.05m I=5A N=1000匝 r=400 0=4×10-7H/m 求：、B、H解：（1）根據(jù)全電流定律：HL=IN 得 H=IN/L=5A×1000匝/0.05m=1/×105A/m 根據(jù)H=B/=B/0 得B=H=4×10-7H/m×1/×105A/m=0.04T=BS=0.04T×10-4m2=4×