2.1磁的基本知識

第二章電磁現(xiàn)象及其應用§2-1磁的基礎(chǔ)知識§2-2電磁鐵和繼電器§2-3電磁感應§2-1磁的基礎(chǔ)知識實驗：

見證磁的神奇生活中的磁一、磁現(xiàn)象1．磁體磁鐵能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，這種性質(zhì)叫磁性，具有這種性質(zhì)的物體叫磁體。磁體分為天然磁體和人造磁體兩大類。常見的人造磁體有條形磁體、蹄形磁體和磁針等，如下圖所示。2.磁極磁體上存在兩個磁性最強的部分叫磁極。將一個磁體用線懸掛起來，靜止時指南的磁極叫南極（S極），指北的磁極叫北極（N極）。

3．磁化一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性，這種現(xiàn)象叫做磁化。4．磁極的相互作用同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。二、磁場與磁力線磁極之間的相互作用是通過磁場進行傳遞的。磁場是磁體周圍存在的特殊物質(zhì)磁場。a）條形磁鐵周圍的鐵屑b）蹄形磁鐵周圍的鐵屑磁場的分布常用磁感線來描述。（1）磁力線是互不相交的閉合曲線。在磁體外部，磁力線由N極指向S極；在磁體內(nèi)部，磁力線由S極指向N極。（2）磁力線的疏密反映磁場的強弱。磁力線越密、磁場越強；磁力線越疏、磁場越弱。（3）磁力線上任一點的切線方向就是該點的磁場方向，即靜止時小磁針N極所指的方向。三、電流的磁效應不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流也能產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應。1．直線電流的磁場

判斷方法：右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，則彎曲的四指所指的方向就是磁力線環(huán)繞方向。

2．環(huán)形電流的磁場

判斷方法：右手握住螺線管，彎曲的四指指向電流的方向，則大母指指向就是螺線管內(nèi)部磁力線的方向。

電流磁效應的重要應用之一是電磁鐵。磁鐵分直流電磁鐵和交流電磁鐵，如下圖所示為直流電磁鐵的應用實例電磁繼電器。

3、電流的磁效應的應用A：線圈；B：銜鐵；C：彈簧D：動觸點；E：靜觸點磁場的主要物理量1、磁感應強度(磁通密度)2、磁通量3、磁導率4、磁場強度1、磁感應強度(磁通密度)B磁場變強磁場變?nèi)跏潜硎敬艌鰪娙醯奈锢砹?，磁場的基本特性是對其中的電流有磁場力的作用?、磁感應強度(磁通密度)B磁場變強磁場變?nèi)跻虼搜芯看艌龅膹娙?，可以從分析電流在磁場中的受力情況著手，找出表示磁場的強弱的物理量。1、磁感應強度(磁通密度)磁場中垂直于磁場方向的通電導線所受的磁場力F與電流I和導線長度L

乘積的比值，叫做磁感應強度1.定義1、磁感應強度(磁通密度)BFIL=2.公式1、磁感應強度(磁通密度)

磁感應強度B的大小反映了磁場的強弱程度。地磁場的磁感應強度大約是0.5×10-4TT（特）3.單位

一般永久磁鐵的磁感應強度大約是0.4~0.7T，在電機和變壓器的鐵心中，磁感應強度可達0.8~1.4T——南斯拉夫血統(tǒng)的美國電工學家、發(fā)明家，交流電之父。1880年特斯拉發(fā)明了世界上第一臺交流發(fā)電機。制作了著名的“特斯拉線圈”。為了紀念他，在他百年紀念時（1956年），國際電氣技術(shù)協(xié)會決定，把國際單位制中磁感應強度的單位命名為特斯拉。

特斯拉（NikolaTesla，1856—1943）1、磁感應強度(磁通密度)磁感應強度B的大小只與磁場本身性質(zhì)有關(guān)，而與F，I，L無關(guān)磁感應強度B

是矢量，它的方向就是該點的磁場方向，可以用磁感線形象地描繪。磁感線的切線方向表示該點B

的方向１２說明：1、磁感應強度(磁通密度)B勻強磁場如果在磁場中的某一區(qū)域，各點的磁感應強度大小和方向均相同,這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場。如圖所示，通電導線l垂直放于磁場中，導線長8m，磁感應強度B的值為2T，導線所受的力為32N，求導線中電流的大?。馕觯河蒄＝BIL得I＝F/BL＝2A.磁場的主要物理量1、磁感應強度(磁通密度)2、磁通量3、磁導率4、磁場強度2、磁通量Ф在電磁學里常常要討論穿過某一個面的磁場，為此需要引入一個新的物理量——磁通量。磁通量是描述磁場在某一范圍內(nèi)分布情況的物理

量1.定義2、磁通量

在勻強磁場中，在與磁感線垂直的某截面上，截面積與磁感應強度的乘積稱為通過該截面的磁通量，用字母Ф表示，即Ф=BS

磁通量的單位是Wb（韋伯），1Wb=1T×1m22、磁通量2.公式用字母Ф表示，即Ф=BS（B與S垂直）Ф=0（B與S平行）2、磁通量Wb（韋伯），1Wb=1T×1m23.單位韋伯（WilhelmEduardWeber，1804—1891）

——德國物理學家。韋伯在電磁學上的貢獻是多方面的，在建立電學單位的絕對測量方面卓有成效。后人為了紀念韋伯的科學貢獻，以他的姓氏為磁通量的國際制單位命名。磁場的主要物理量1、磁感應強度(磁通密度)2、磁通量3、磁導率4、磁場強度3、磁導率當我們用一個插有軟鐵芯的通電線圈去吸引鐵釘，然后把通電線圈中的軟鐵芯抽出變成空心線圈再去吸引鐵釘，便會發(fā)現(xiàn)兩種情況下吸引力大小不同，前者比后者大得多。3、磁導率這表明磁場的強弱不僅與電流的大小和導體的形狀有關(guān)，還與磁場中磁介質(zhì)的導磁性能有關(guān)。3、磁導率磁導率μ就是一個用來表示磁介質(zhì)導磁性能的物理量。和不同材料有不同導電能力一樣，不同的磁介質(zhì)有不同的磁導率，它的單位為H/m（亨/米）3、磁導率真空中的磁導率是一個常數(shù)，有μ0表示，μ0＝4π×10-7H/m。由于真空中的磁導率是一個常數(shù)，因此可以將其他磁介質(zhì)的磁導率與真空的磁導率的比值叫做相對磁導率，用μr表示3、磁導率相對磁導率沒有單位，它表明在其他條件相同的情況下，磁介質(zhì)中的導磁能力是真空中的多少倍3、磁導率根據(jù)各種物質(zhì)導磁性能的不同，可把物質(zhì)分為以下三種類型：反磁性物質(zhì)：μr＜1，這類物質(zhì)中所產(chǎn)生的磁場要比真空中弱一些，如銅、石墨、銀、鋅等。順磁性物質(zhì)：μr＞1，這類物質(zhì)中所產(chǎn)生的磁場要比真空中強一些，如空氣、鉑、錫、鋁等。鐵磁性物質(zhì)：μr＞＞1，而且不是一個常數(shù)，其他條件相同的情況下，這類物質(zhì)中所產(chǎn)生的磁場要經(jīng)真空中的磁場強幾千甚至幾萬倍，因而在電工技術(shù)方面應用甚廣，如鐵、鋼、鈷、鎳及某些合金等１２33、磁導率反磁性物質(zhì)和順磁性物質(zhì)的相對磁導率都接近于1，因而除鐵磁性物質(zhì)外，其他物質(zhì)的相對磁導率都可以認為等于1，并稱這些物質(zhì)為非鐵磁物質(zhì)磁場的主要物理量1、磁感應強度(磁通密度)2、磁通量3、磁導率4、磁場強度4、磁場強度由于磁場中各點的磁通密度B的大小與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，并且同一磁介質(zhì)的磁導率并不是一個常數(shù)，這就是磁場的計算顯得比較復雜4、磁場強度因此，為了使磁場的計算簡單，常用磁場強度這個物理量來表示磁場的性質(zhì)。在磁場中，各點磁場強度的大小只與電流的大小和導體的形狀有關(guān)，而與磁介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)4、磁場強度磁場中某點的磁通密度B與媒介質(zhì)磁導率μ的比值，叫做該點的磁場強度，用H來表示即：H=B/μ4、磁場強度磁場強度也是一個矢量，在均勻的媒介質(zhì)中，它的方向是和磁感應強度的方向一致的4、磁場強度在國際單位制中，它的單位為A/m(安/米)。工程技術(shù)中常用輔助單位A/cm(安/厘米)1A/m＝100A/cm知識應用公式應用：Ｂ＝Ｆ／IL【例題1】如圖，在磁感應強度大小為B的磁場中垂直放置1根長為5m的載流直導體，測得受到的電磁力為2N，求磁感應強度B。知識應用公式應用：Φ=BS【例題2】在磁感應強度為0.05T的均勻磁場中，放置一個長、寬各為30cm、20cm的矩形線圈，試求線圈平面與磁場方向垂直時的磁通量。練習1.描述磁場的四個主要物理量是

、

、

、和

_；它們的表示字母分別是____、____、_____和_____；它們的單位分別是____、____、____和____。2.判斷：(1)由B=F/IL可知，B與F成正比，與IL成反比.()(2)由B=F/IL可知，一小段通電導體在某處不受磁場力，說明此處一定無磁場.()(3)通電導線在磁場中受力越大，說明磁場越強.()磁感應強度磁通磁場強度磁