電工實(shí)訓(xùn)第4章課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo) 【知識目標(biāo)】 1.能理解磁場的概念及其基本物理量 2.會分析電流產(chǎn)生的磁場 3.會分析載流導(dǎo)體在磁場中所受的力 4.能理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象及定律 5.能理解楞次定律 【技能目標(biāo)】 1.會判斷通電導(dǎo)體周圍的磁場方向 2.會判斷載流導(dǎo)體在磁場中所受的力 3.能正確使用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向 主要內(nèi)容 4.1 磁場 4.1.1 磁場的基本概念 4.1.2 電流的磁場 4.1.3 載流導(dǎo)線在磁場中所受的力4.2 電磁感應(yīng) 4.2.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 4.2.2 感應(yīng)電流的方向 4.2.3 電磁感應(yīng)定律4.1 磁 場4.1.1 磁場的基本概念 具有磁性的物質(zhì)就稱為磁體，磁體可分為天然磁體（如吸鐵

2、石）和人造磁體兩大類。常見的人造磁體有條形、蹄形和針形等。 【磁體】 任何一個(gè)磁體都有兩個(gè)磁極，即N極和S極。磁體之間的相互的作用力表現(xiàn)為同性相斥，異性相吸。指南針就是利用磁體的這種性質(zhì)制作的?！敬艌雠c磁感應(yīng)線】 磁體之間相互吸引或排斥的力稱為磁力.磁體周圍存在磁力作用的區(qū)域稱為磁場。在磁場中可以利用磁感應(yīng)線來形象的表示各點(diǎn)的磁場方向。 磁感應(yīng)線具有以下特征： 1）磁感應(yīng)線是互不交叉的閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極； 2）磁感應(yīng)線上任意一點(diǎn)的切線方向，就是該點(diǎn)的磁場方向； 3）磁感應(yīng)線的疏密程度反映了磁場的強(qiáng)弱，磁感線越密表示磁場越強(qiáng)?！敬磐ā?把垂直穿過磁場中某

3、一截面的磁感線條數(shù)稱為磁通,用字母 表示,單位為韋伯(Wb),簡稱韋。它反應(yīng)了磁場中這一截面上磁場的強(qiáng)弱。 單位面積上垂直穿過的磁感應(yīng)線數(shù),稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度，用字母B來表示,如圖所示。在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度可表示為【磁感應(yīng)強(qiáng)度】式中，B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位是特（T）； 表示磁通量（Wb）；S表示與磁場方向垂直的平面面積，單位是平方米（m2）。磁感應(yīng)強(qiáng)度 若磁場中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向相同，這種磁場就稱為勻強(qiáng)磁場。 4.1.2 電流的磁場 如圖所示，放在通電導(dǎo)線旁邊的小磁針，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明電流也能產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。 電流所產(chǎn)生磁場的方向可用右手螺旋定則來判定。 【通電直

4、導(dǎo)線周圍的磁場】 如圖a所示,通電直導(dǎo)線的磁感線是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓。磁場的方向可用右手螺旋定則來判定，即右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指方向與電流方向一致，則四指環(huán)繞方向就是磁場方向。 通電螺線管的磁性很像一根條形磁鐵，一端相當(dāng)于N極，另一端相當(dāng)于S極，如圖b所示。磁場的方向同樣可用右手螺旋定則來判定，即右手握住螺線管，彎曲的四指指向與電流方向一致，則大拇指指向通電螺線管內(nèi)部磁感線的方向即為通電螺線管的N極?！就娐菥€管產(chǎn)生的磁場】 將一段通電導(dǎo)線垂直放入磁場中,導(dǎo)體會受到一個(gè)力的作用,這個(gè)力稱為電磁力,用F表示，如圖所示。電磁力F的大小與導(dǎo)體中電流的大小、處于磁場中導(dǎo)線的有效長度及磁場

5、的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比,其表達(dá)式為： 4.1.3 載流導(dǎo)線在磁場中所受的力 通電直導(dǎo)線在磁場中受到的電磁力的方向可以用左手定則來判定：如圖所示，伸出左手，使大拇指與其余四指垂直，并在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直進(jìn)入手心，并使四指指向電流方向，則大拇指所指的方向就是導(dǎo)線的受力方向。4.2 電磁感應(yīng)4.2.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電和磁之間的相互聯(lián)系，下面通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 變化的磁場能在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢稱為感應(yīng)電動勢,由感應(yīng)電動勢引起的電流稱為感應(yīng)電流。 閉合回路中感應(yīng)電流的方向，通常采用右手定則或

6、楞次定律來判斷。4.2.2 感應(yīng)電流的方向【右手定則】 如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運(yùn)動時(shí)，感應(yīng)電流的方向用右手定則判斷：使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且與手掌在同一平面上，把右手放入磁場中，讓磁感應(yīng)線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動方向，則其余四指的指向就是感應(yīng)電流的方向。 閉合導(dǎo)體回路中感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。如圖a所示，當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí),穿過線圈的磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反；圖b中，當(dāng)磁鐵從線圈中抽出時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同。 【楞次定律】 利用楞次定律可以判定感應(yīng)電流的方向,方法是右手握拳，拇指指向磁場變化的反方向，則四指方向即為感應(yīng)電流的方向。由此可判定右圖a中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，右圖b中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。 英國科學(xué)家法拉第根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)總結(jié)出了如下定律：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通變化率成正比，這就是