第3章磁与电磁 3.1磁场及其基本物理量 3.2电磁感应 3.3自感与互感 3.4同名端的意义及其测定
3．1 磁场及其基本物理量 第3章 磁与电磁 3．2 电磁感应 3．3 自感与互感 3．4 同名端的意义及其测定
授课日期 班次 授课时数2 课题 第三章磁与电磁 3.1磁场及其基本物理量 32电磁感应 教学目的:了解磁场的基本概念;理解磁感应强度、磁通、磁通势、磁导率和磁场强度的概 念;理解电磁感应定律及感应电动势的公式 重点:磁场中的基本概念;电磁感应定律及感应电动势的公式 难点:与重点相同 教具:多媒体 作业 P74:3.4;3.5 自用参考书:《电路》丘关源著 教学过程:由案例3.1的分析引入本次课 第三章磁与电磁 3.1磁场及其基本物理量 3.1.1磁场 3.12磁场中的基本物理量 32电磁感应 由案例3.2的分析引入电磁感应 1电磁感应现象2感应电动势 3例题分析 课后小计
授课日期 班次 授课时数 2 课题： 第三章磁与电磁 3.1磁场及其基本物理量 3.2电磁感应 教学目的：了解磁场的基本概念；理解磁感应强度、磁通、磁通势、磁导率和磁场强度的概 念；理解电磁感应定律及感应电动势的公式 重点： 磁场中的基本概念；电磁感应定律及感应电动势的公式 难点： 与重点相同 教具： 多媒体 作业： P74：3.4；3.5 自用参考书：《电路》丘关源 著 教学过程：由案例3.1的分析引入本次课 第三章磁与电磁 3.1磁场及其基本物理量 3.1.1磁场 3.1.2磁场中的基本物理量 3.2电磁感应 由案例3.2的分析引入电磁感应 1.电磁感应现象 2.感应电动势 3.例题分析 课后小计：
31磁场及其基理量 3.1.1磁场 案例3.1在日常学习、生活中,我们大家使用较多的电器:收录 两用机。收录机用于记录声音的器件是磁头和磁带。磁头由环形心、 绕在铁心两侧的线圈和工作气隙组成。环形铁心由软磁材料制成。收 录机中的磁头包括录音磁头和放音磁头。声音的录音原理利用了磁场 的特点与性质,首先将声音变成电信号,然后将电信号记录在磁上; 放音原理同样利用磁场的特点与性质,再将记录在磁带上的电信号变 换成声音播放出来。 1.磁体与磁感线 将一根磁铁放在另一根磁铁的附近,两根磁铁的磁极之间会产生互相作 用的磁力,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。磁极之间相互作用 的磁力,是通过磁极周围的磁场传递的。磁极在自己周围空间里产生的 磁场,对处在它里面的磁极均产生磁场力的作用
3．1 磁场及其基本物理量 3．1．1 磁场 案例3．1 在日常学习、生活中，我们大家使用较多的电器：收录 两用机。收录机用于记录声音的器件是磁头和磁带。磁头由环形心、 绕在铁心两侧的线圈和工作气隙组成。环形铁心由软磁材料制成。收 录机中的磁头包括录音磁头和放音磁头。声音的录音原理利用了磁场 的特点与性质，首先将声音变成电信号，然后将电信号记录在磁上； 放音原理同样利用磁场的特点与性质，再将记录在磁带上的电信号变 换成声音播放出来。 1．磁体与磁感线 将一根磁铁放在另一根磁铁的附近，两根磁铁的磁极之间会产生互相作 用的磁力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。磁极之间相互作用 的磁力，是通过磁极周围的磁场传递的。磁极在自己周围空间里产生的 磁场，对处在它里面的磁极均产生磁场力的作用
3.1.1磁场 磁场可以用磁感线来表示,磁感线存在于磁极之间的空间中。磁 感线的方向从北极出来,进入南极,磁感线在磁极处密集,并在该处 产生最大磁场强度,离磁极越远,磁感线越疏。 2.磁场与磁场方向判定 磁铁在自己周围的空间产生磁场, 通电导体在其周围的空间也产生磁 场 条形磁铁周围的磁场方向如图 3.2所示 通电直导线产生的磁场如图3.3 目s 所示,磁感线(磁场)方向可用安 培定则(也叫右手螺旋法则)来判 定。 通电线圈产生的磁场如图3.4所 示,磁感线是一些围绕线圈的闭合 曲线,其方向也可用安培定则来判 图3.2条形磁铁的磁感线 定
磁场可以用磁感线来表示，磁感线存在于磁极之间的空间中。磁 感线的方向从北极出来，进入南极，磁感线在磁极处密集，并在该处 产生最大磁场强度，离磁极越远，磁感线越疏。 2．磁场与磁场方向判定 磁铁在自己周围的空间产生磁场， 通电导体在其周围的空间也产生磁 场。 条形磁铁周围的磁场方向如图 3．2所示。 通电直导线产生的磁场如图3．3 所示，磁感线（磁场）方向可用安 培定则（也叫右手螺旋法则）来判 定。 通电线圈产生的磁场如图3．4所 示，磁感线是一些围绕线圈的闭合 曲线，其方向也可用安培定则来判 定。 3．1．1 磁场 图3．2 条形磁铁的磁感线
31。2磁场中的本惕理 SOTTIITIIE-N 图3.3通电直导线的磁场 图3.4通电线圈的磁场 2.磁通量Φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积,称为通过该面积的磁φ。即 ④=BA或B A 磁通量φ的单位为韦伯(Wb),工程上有时用麦克斯韦(M×)。1b=10M×。 3.磁导率卩 磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量,也就是用来衡量物质导磁 能力的物理量
磁通量Φ的单位为韦伯(Wb)，工程上有时用麦克斯韦(Mx)。1Wb＝10Mx。 3．磁导率μ 磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量,也就是用来衡量物质导磁 能力的物理量。 2．磁通量 Φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁φ。即 3．1．2磁场中的基本物理量 Φ＝BA A Φ 或 B = 图3．3通电直导线的磁场 图3．4通电线圈的磁场
3.1.1磁场 真空中的磁导率是一个常数,用μ表示,即 u=4T×10Hm 其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率, 用表示,即 或H=/0n 3.1.2磁场中的基本物理量 1.磁感应强度B 磁感应强度B是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的物理量 可用磁感线的疏密程度来表示,磁感线的密集度称为磁通密度 在磁感线密的地方磁感应强度大,在磁感线疏的地方磁感应强 度小。其大小定义为 B 式中,为磁感应强度,单位为特斯拉(T,工程上常采用高(Gs)。 1Gs=10T
3．1．2磁场中的基本物理量 1．磁感应强度B 磁感应强度B是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的物理量。 可用磁感线的疏密程度来表示，磁感线的密集度称为磁通密度。 在磁感线密的地方磁感应强度大，在磁感线疏的地方磁感应强 度小。其大小定义为 Il F B = 式中，为磁感应强度，单位为特斯拉(T)，工程上常采用高(Gs)。 1Gs =10T。 3．1．1 磁场 其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率， 用 表示，即 = 0 r r 0 r = 或 真空中的磁导率是一个常数，用μ0表示，即 μ0＝4π×10-7H/m
371,2磁场中的术理 5.磁场强度H 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 媒质的性质无关。H的方向与B相同,在数值上 B=uH 此式H的单位为安/米(A/m) 3.2电磁感应 案例3.2现代社会,工农业生产和日常生活中,我们都离不开电能,而 我们使用的电能是如何产生的?交流发电机是电能生产的关键部件,而交流 发电机就是利用电磁感应原理来发出交流电的。 1.电磁感应现象 在如图3.5(a)所示的匀强磁场中,放置一根导线AB,导线AB的两 端分别与灵敏电流计的两个接线柱相连接,形成闭合回路。当导线AB在磁 场中垂直磁感线方向运动时,电流计指针发生偏转,表明由感应电动势」 生了电流。如图3.5(b)所示,将磁铁插入线圈,或从线圈抽出时,同样 也会产生感应电流
3．1．2磁场中的基本物理量 5．磁场强度H B = H 此式H的单位为安／米(A／m)。 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 媒质的性质无关。H的方向与B相同，在数值上 3．2 电磁感应 案例3．2 现代社会，工农业生产和日常生活中，我们都离不开电能，而 我们使用的电能是如何产生的？交流发电机是电能生产的关键部件，而交流 发电机就是利用电磁感应原理来发出交流电的。 1．电磁感应现象 在如图3．5（a）所示的匀强磁场中，放置一根导线AB，导线AB的两 端分别与灵敏电流计的两个接线柱相连接，形成闭合回路。当导线AB在磁 场中垂直磁感线方向运动时，电流计指针发生偏转，表明由感应电动势产 生了电流。如图3．5（b）所示，将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，同样 也会产生感应电流
3.2电磁感邮 也就是说,只要与导线或线圈交链的磁通发生变化(包括方向、大小的 变化),就会在导线或线圈中感应电动势,当感应电动势与外电路相接,形 成闭合回路时,回路中就有电流通过。这种现象称为电磁感应。 2.感应电动势 如果导线在磁场中,做切割磁感线运动时,就会在导线中感应电动势。其 大小为 e= Bly 当导线运动方向与与导线本身垂直,而与磁感线方向成角时,导线 切割磁感线产生的感应电动势的大小为 e= Bly sin e 感应电动势的方向可用右手定则判定:伸开右手,让拇指与其余四指垂 直,让磁感线垂直穿过手心,拇指指向导体的运动方向,四指所指的就是感 应电动势的方向。如图3.6(a)所示
3．2 电磁感应 也就是说，只要与导线或线圈交链的磁通发生变化（包括方向、大小的 变化），就会在导线或线圈中感应电动势，当感应电动势与外电路相接，形 成闭合回路时，回路中就有电流通过。这种现象称为电磁感应。 2．感应电动势 如果导线在磁场中，做切割磁感线运动时，就会在导线中感应电动势。其 大小为 E = Blv 当导线运动方向与与导线本身垂直，而与磁感线方向成角时，导线 切割磁感线产生的感应电动势的大小为： E = Blv sin 感应电动势的方向可用右手定则判定：伸开右手，让拇指与其余四指垂 直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体的运动方向，四指所指的就是感 应电动势的方向。如图3．6（a）所示
3.2电磁感 (a)导线的电磁感应 (b)线圈的电磁感应 图3.5电磁感应实验
3．2 电磁感应 图3．5 电磁感应实验
3.2电磁感应 将磁铁插入线圈,或从线圈抽出时,导致磁通的大小发生变化,根 据法拉第定律:当与线圈交链的磁场发生变化时,线圈中将产生感应电 动势,感应电动势的大小与线圈交链的磁通变化率成正比。感应电动势 的大小为 △d e是感应电动势,单位为伏(V)。 如果线圈有N匝,而且磁通全部穿过M线圈,则与线圈相交链的总磁通为N④, 称为磁链,用“”表示,单位胚是。则线圈的感应电动势为 △y △N △④ N △t △t 感应电动势的方向与其产生的感应电流方向相同 3.感应电流 当导体在磁场中切割磁感线运动时,在导体中产生感应电动势,如果导 体与外电路形成闭合回路,就会在闭合回路中产生感应电流,感应电流的 方向与感应电动势的方向相同,也可用右手定则来判定:感应电流产生的 磁通总是阻碍原磁通的变化
3．2 电磁感应 将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，导致磁通的大小发生变化，根 据法拉第定律：当与线圈交链的磁场发生变化时，线圈中将产生感应电 动势，感应电动势的大小与线圈交链的磁通变化率成正比。感应电动势 的大小为 t Φ e = − [e是感应电动势，单位为伏（V）。] 如果线圈有N匝，而且磁通全部穿过N匝线圈，则与线圈相交链的总磁通为 ， 称为磁链，用“ ”表示，单位还是 。则线圈的感应电动势为 感应电动势的方向与其产生的感应电流方向相同。 t Φ N t NΦ t Ψ e = − = − = − Ψ NΦ Wb 3．感应电流 当导体在磁场中切割磁感线运动时，在导体中产生感应电动势，如果导 体与外电路形成闭合回路，就会在闭合回路中产生感应电流，感应电流的 方向与感应电动势的方向相同，也可用右手定则来判定：感应电流产生的 磁通总是阻碍原磁通的变化