电工基础磁场与电磁感应PPT

电工基础复习3（磁场与电磁感应）

一、磁场

1）磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，磁体通过磁场发生相互作用。

2）磁场的大小和方向可用磁感线来形象的描述：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。

2、电流的磁效应

1）通电导线周围存在着磁场，说明电可以产生磁，由电产生磁的现象称为电流的磁效应。电流具有磁效应说明磁现象具有电本质。

2）电流产生的磁场方向与电流的方向有关，可用安培定则，即右手螺旋定则来判断。 3、描述磁场的物理量 1）磁感应强度B

B是描述磁场强弱和磁场方向的物理量，它描述了磁场的力效应。当通电直导线与磁

2）铁磁性物质的B随H而变化的曲线称为磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能。磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。

6、磁路

1）磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路中的磁通、磁动势和磁阻的关系，可用磁路

El欧姆定律来表示，即??m，其中Rm?。

Rm?S2）由于铁磁性物质的磁导率 ? 不是常数，因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，

只用于定性分析。 二、电磁感应

1、利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。 2、闭合回路中的一部分在磁场中作切

第四单元 磁场和电磁感应

一、 单项选择题

（ ）1、关于磁感线的说法正确的是

A.磁感线是客观存在的有方向的曲线

B.磁感线上某点处小磁针静止时北极所指方向与该点曲线方向一致 C.磁感线的箭头表示磁场方向

D.磁感线始于磁铁北极而终于磁铁南极 （ ）2、一个电子做逆时针方向的圆周运动，则

A.不产生磁场 B.只在圆圈内产生磁场 C.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直向里 D.产生磁场，圆心处的磁场方向垂直向外 （ ）3、两根平行导线中通过同向电流，它们会

A.相互无作用 B.相互吸引 C.相互排斥 D.转动

（ ）4、通过2A电流的螺线管长20㎝，共500匝，则以空气为介质时，螺线

管内部的磁感应强度为

A.6.28×10-2 T B.6.28×10-3 T C.3.14×10-2 T D.2×10-2 T （ ）5、如图所示，在直导线通有电流I，线框abcd在纸面内向右平移，则

A.线框内没有感应电流

B.线框内感应电流方向为adcba C.线框内感应电流方向为abcda D.无法确定

（ ）6、线圈有1000匝，通过的磁通为0.1Wb，则磁链为

A. 1000Wb B.100Wb

第十讲 磁场与电磁感应

§10．1磁场 磁场对电流和电荷的作用

一．选择题

1．由磁感应强度的定义式B＝F/IL可知（ ）

（A）B与通电导线受到的磁场力F成正比，与电流和导线长度的乘积IL成反比 （B）磁感应强度的方向与F的方向一致 （C）该公式只适用于匀强磁场

（D）只要满足L很短、I很小的条件，该公式对任何磁场都适用

2．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（ ）

（A）磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 （B）磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力 （C）磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 （D）磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力

3．如图所示，原来静止的圆环线圈，通有顺时针方向的电流I1，在其直径ab上靠近b处垂直于线圈平面固定一长直导线，并通以图示方向的电流I2，则线圈将（ ） （A）以ab为轴转动，并向左平动 （B）以ab为轴转动，并向右平动 （C）只向左平动

（D）只以ab为轴转动

4．如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽ab为l，共N匝，线圈的下部悬在待测匀强磁场中，磁场方

（2010版）北京市5年高考真题专项训练之磁场和电磁感应

历年高考对本考点知识的考查覆盖面大，几乎每个知识点都考查到。特别是左手定则的运用和带电粒子在磁场中的运动更是两个命题频率最高的知识点．带电粒子在磁场中的运动考题一般运动情景复杂、综合性强，多以把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系及交变电流等有机结合的计算题出现，难度中等偏上，对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力及用数学方法解决物理问题的能力要求较高。从近两年高考看，涉及本考点的命题常以构思新颖、高难度的压轴题形式出现，在复习中要高度重视。特别是带电粒子在复合场中的运动问题在历年高考中出现频率高，难度大，经常通过变换过程情景、翻新陈题面貌、突出动态变化的手法，结合社会、生产、科技实际来着重考查综合分析能力、知识迁移和创新应用能力。情景新颖、数理结合、联系实际将是本考点今年高考命题的特点。

近5年北京真题

04北京19．如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的

8-3 自感和互感

一、自感

当一个线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过线圈自身的磁通量发声变化，从而在线圈本身产生感应电动势，这种现象称为自感现象，相应的电动势成为自感电动势。

穿过闭合回路的磁通量

自感

m LI

单位：享利(H)

若线圈有N匝，磁通链

mi

i

自感

L /I

若L不变

L L

二、互感 dI dt

I1在I2电流回路中所产生的磁通链

21 M21I1

I2在I1电流回路中所产生的磁通链

12 M12I2

互感系数

M M12 M21 12 21 I2I1

互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相对位置以及周围磁介质有关(无铁磁质时为常量)

互感电动势

d 21dIdM M1 I1 dtdtdt

d dIdM 12 12 M2 I2 dtdtdt 21

若

dM 0 dt

— 1 —

动量与电磁感应

电磁感应与动量的结合主要有两个考点：

对与单杆模型，则是与动量定理结合。例如在光滑水平轨道上运动的单杆(不受其他力作用)，由于在磁场中运动的单杆为变速运动，则运动过程所受的安培力为变力，依据动量定理F安?t??P，而又由于F安?t?BIL?t?BLq，q?N杆位移x及速度变化结合一起。

对于双杆模型，在受到安培力之外，受到的其他外力和为零，则是与动量守恒结合考察较多 1. 如图所示，一质量为m 的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑

行，轨道平面与水平面成θ角，两导轨上端用一电阻相连，磁场方向垂直轨道平面向上，轨道与金属杆ab的电阻不计并接触良好。金属杆向上滑行到某一高度h后又返回到底端，在此过程中（ ）

A． 整个过程中合外力的冲量大小为2mv0

B． 下滑过程中合外力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

a b h B R ??BLx=N，?P?mv2?mv1，由以上四式将流经杆电量q、R总R总12C． 下滑过程中电阻R上产生的焦耳热小于mv0?mgh

2D． 整个过程中重力的冲量大小为零

? 2. 如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽度为L的区域内，现有一个

边长为a（a﹤L）

稳恒磁场与电磁感应（综合练习）

一． 1．BCD 2．D 3．B 4．A 5．CF

解 1. 无旋场在任一个闭合回路上的积分为0，我们学过的场中只有静电场；其他三种场都是涡旋场（有旋场） bc

3. 由于金属框的磁通量 m始终为0，旋转时未变， BvB

所以 i 0. 而组成金属框的三段线中，ab上的 感应电动势为0，因此bc和ac上的感应电动势 大小相等，相互抵消。

我们先计算bc上的感应电动势 bc，在距b端

为任意l处取dl如图，dl上的感应电动势

l1 2

d lBdl B l bc上 ，向右，如图 d i (v B) dl lBdlbci 0

2

ac上的感应电动势要和bc抵消，则大小相同，方向如图。因此c点电势比a点

1

高，Ua Uc B l2

2

4. 由安培环路定理 B dl 0I内，可得内部r R处磁场有

L

0Ir r2

B B 2 r 0I， 即。

2 R2 R2

如图，单位长度取r r dr，磁能

1

0I2r2 0I2r3B2

dW dV 24 2 rdr 1 dr

2 08 R4 R4

则单位长度磁能W dW

R

0I2r3 0I2

dr 4 R416

5.

电磁感应复习

1．楞次定律

感应电流总具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场：感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是“增反减同”的关系。

2．对“阻碍”意义的理解：

（1）阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止，而是“延缓”（2）阻碍的是磁通量的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流．

（3）阻碍不是相反（4）由于“阻碍”，导致其它形式的能转化为电能．因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现．

3．楞次定律的应用步骤

楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：①确定原磁场方向；②判定原磁场如何变化（增大还是减小）；③确定感应电流的磁场方向（增反减同）；④根据安培定则判定感应电流的方向。

4．解法指导：（1）运用楞次定律处理问题的思路 （a）判断感应电流方向类问题的思路

运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为： ①明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况.

②确定感应磁场：即根据楞次定律中的\阻碍\

电磁感应现象

教学目的：1、启发学生观察实验现象，从中分析归纳通过磁场产生电流的条确件，理解电

磁感应现象本质。

2、培养学生运用所学知识，独立分析问题的能力。

3、启发学生观察实验现象从中分析感应电流的方向与磁场方向和导线运动方向有关；掌握右手定则

教学重点：感应电流的产生条件的得出。 教学难点：正确理解感应电流的产生条件。 教学关键：实验演示。

教学仪器：电池组，电键，导线，大磁针，矩形线圈，碲形磁铁，条形磁铁，原副线圈，演

示用电流表等。

教学过程： 新课引入：

演示实验：奥斯特实验 提问引导：（1）这个实验说明了什么？ （2）这个实验架起了一座连通电和磁的桥梁，此后人们对电能生磁已深信不疑，

但沿相反方向能否走通呢？即磁能否生电呢？

引入新课：我们这节课就来研究这个问题——电磁感应现象 新课教学：

1、引言：在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系。为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时10年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。 2、

电磁感应（一）

12-1-1. 如图所示，一矩形金属线框，以速度v从无场空间进入一均匀磁场中，然后又从磁场中出来，到无场空间中．不计线圈的自感，下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系？(从线圈刚进入磁场时刻开始计时，I以顺时针方向为正)

I

[ ]

(A) O I (C)O

12-1-2. 一无限长直导体薄板宽为l，板面与z轴垂 直，板的长度方向沿y轴，板的两侧与一个伏特计相接，

?? v ?BI (B) tOIO(D) t t t

z V ?B ??如图．整个系统放在磁感强度为B的均匀磁场中，B的

?方向沿z轴正方向．如果伏特计与导体平板均以速度v (A) 0． (B)

y 向y轴正方向移动，则伏特计指示的电压值为 l 1vBl． 2 (C) vBl． (D) 2vBl． ［ ］

12-1-3. 如图所示，矩形区域为均匀稳