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第二讲 电磁感应和电磁


第二讲 电磁感应和电磁
? 磁的基本知识
磁铁具有吸铁的性质,称为磁性 任一磁铁均有两个磁极:即N极(北极)和S极(南 极)。磁铁端部磁性最强,越近中央磁性越弱。 同性磁极相斥,异性磁极相吸。 磁铁能吸铁的空间,称为磁场。为了形象化,常用 磁力线来描绘磁场的分布。磁力线在磁铁外部是由 N极到S极,在磁铁内部由S极到N极。磁力线是互 不相交的连续不断的回线,磁场强的地方磁力线较 密,磁场弱的地方磁力线较疏。

将不带磁性的物质是其具有磁性的过程叫做磁化。 物质能显示磁性的原因,是由于磁性分子得到由规 则的排列。 易磁化的材料称为铁磁性的材料。铁磁性材料又有 两种:一是,一经磁化则磁性不易消失(称为剩磁) 的物质,叫硬磁材料,用来制作永久磁铁;二是, 剩磁极弱的物质,叫软磁材料,用来制作电机和电 磁铁的铁芯。

? 电流的磁效应、磁场对通电导体的作用 载流导体周围存在着磁场,即电流产生磁场称为电 流的磁效应。 电流的磁效应,使我们能够容易地控制磁场的产生 和消失,这在生产实践中有着重要的意义。 通电导线(或线圈)周围的磁场(磁力线)的方向, 可用右手螺旋定则来判断: ①通电直导线磁场方向的判断方法。用右手握住导 线,大拇指指向电流的方向,则其余四指的方向就 是磁场的方向。

②线圈磁场方向的判断方法。将右手的大拇指伸直 其余四指沿着电流方向围绕线圈,则大拇指所指的 方向就是线圈内部的磁场方向。 实验证明:通电导线在磁场中会受到力的作用,这 力叫做电磁力或电动力。电动机和测量电流电压用 的磁电式仪表,就是应用这个原理制成的。 通电导线在磁场中受力的方向,可用应用左手定则 来确定。伸出左手使掌心迎着磁力线,即磁力线垂 直的四指与导线中的电流方向一致,则与四指成直 角的大拇指所指的方向就是导线受力的方向。

电动力的大小与磁场的强弱、电流的大小和方向、 通电导线的有效长度有关。通电的导线越长,电流 越大,磁场越强,则导线受到电动力就越大。电流 与磁场的方向垂直时作用力最大,平行时作用力为 零。一般情况下,磁场对电流作用的电动力可用下 式计算

F = IBl sin α

式中 F---导体在磁场中所受到的电磁力,N I-----通过导体的电流,A B-----磁感应强度, T l------导线的有效长度, m

α ---载流导体与磁场方向的夹角
? 电磁感应 ①当导体与磁力线之间有相对切割运动时,这个导 体中就有电动势产生; ②磁场的磁通变化时,回路中就有电势产生,以上 现象称为电磁感应现象。由电磁感应现象所产生的 电动势叫做感应电动势,有感应电动势所产生的电 流叫做感应电流。 导体与磁力线间作用相对切割运动时,所产生的感 应电动势的方向可用右手定则来确定。伸出右手, 拇指与其余四指垂直,让磁力线垂直穿过手心,

拇指的指向代表导线运动方向,则其余四指的指向 就是感应电动势的方向。 磁场中磁通变化时,其感应电动势的方向可用楞次 定律来判别。感应电流所产生的磁通,总是企图反 抗原磁通的变化,即当原磁通增加时,感应电流所 产生的磁通方向和原磁通的方向相反;当磁通减少 时,感应电流所产生的磁通和原磁通的方向相同, 这个规律就称为楞次定律。 在均匀磁场中,感应电动势E的大小,由下式决定

e = Blv sin α

B---均匀的磁感应强度 T l----导体在磁场中的有效长度 m v----导体和磁场相对运动速度 m /s e-----导体切割磁力线产生的感应电动势 α-----导体运动的方向与磁力线的夹角

V

自感 由于线圈(或回路)本身电流的变化而引起线圈 (回路)内产生电磁感应的现象,叫做自感现象 。由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动 势。自感电动势的方向应用楞次定律来确定,当 线圈中电流增加时,自感电动势的方向与电源电 动势的方向相反;当电流减少时,自感电动势的 方向与电源的电动势方向相同。



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