第五章 磁场与磁路.docx
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第五章磁场与磁路
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5－1电流的磁效应、5－2磁场的主要物理量
使用教具
多媒体
教学目的
1．掌握直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场，以及磁场方向与电流方向的关系。
2．理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念及匀强磁场的性质。
教学重点
磁场的四个物理量以及磁场方向与电流方向的关系。
教学难点
磁场强度的大小与媒介质性质无关。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
新课
练习
小结
第一节 电流的磁效应
一、磁场
磁极间相互作用的磁力是通过磁场传递的。
磁极在它周围的空间产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。
二、磁场的方向和磁感线
1．磁场的方向：
在磁场中任一点，小磁针静止，N极所指的方向为该点的磁场方向。
2．磁感线：
在磁场中画出一些曲线，在曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同。
三、电流的磁场
1．直线电流的磁场
电流的方向与它的磁感线方向之间的关系用安培定则判定。
例：
2．环形电流的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系，用安培定则判定。
例：
3．通电螺线管的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系用安培定则判定。
第二节 磁场的主要物理量
一、磁感应强度B
1．它是表示磁场强弱的物理量
B=
（条件：
导线垂直于磁场方向）
B可用高斯计测量，用磁感线的疏密可形象表示磁感应强度的大小。
2．单位：
F——N（牛顿），I——A（安培），L——m（米），B——T（特斯拉）
3．B是矢量，方向：
该点的磁场方向。
4．匀强磁场：
在磁场的某一区域，若磁感应强度的大小和方向都相同，这个区域叫匀强磁场。
二、磁通Φ
1．Φ=BS（条件：
BS；
匀强磁场）
2．单位：
韦伯（Wb）
3．B=
；B可看作单位面积的磁通，叫磁通密度。
三、磁导率µ
1．表示媒介质导磁性能的物理量。
真空中磁导率：
µ0=410-7H/m。
相对磁导率：
µr=
2．µr＜1 反磁性物质；µr＞1 顺磁性物质；µr>>1 铁磁性物质。
前面两种为非铁磁性物质µr1，铁磁性物质µ不是常数。
四、磁场强度H
1．表示磁场的性质，与磁场内介质无关。
2．H=
或B=µH=µ0µrH
3．
（1）磁场强度是矢量，方向和磁感应强度的方向一致。
（2）单位：
安/米（A/m）
习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）
1．是非题
（1）～（4）。
2．选择题
（1）～（4）。
3．填充题
（1）～（4）。
1．磁场的方向。
2．电流的磁场、安培定则。
3．磁场的主要物理量。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5－3磁场对通电导线的作用力
使用教具
多媒体
教学目的
1．掌握磁场对通电导线的作用力的公式和左手定则。
2．了解匀强磁场对通电线圈的作用力。
教学重点
磁场对通电导线的作用力。
教学难点
匀强磁场对通电线圈的作用力。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习：
新课
小结
1．磁场中某一点的磁场方向的规定。
2．安培定则的内容。
3．磁感应强度的定义式、磁感应强度方向的规定。
4．磁通、磁导率、相对磁导率的概念。
5．磁场强度的定义式，磁场强度方向的规定。
第三节 磁场对通电导线的作用力
一、磁场对通电导线的作用力
1．力的大小
（1）当电流方向与磁场方向垂直时
F=BIl（适用于：
一小段通电导线；匀强磁场）
（2）若电流方向与磁场方向平行，则F=0。
（3）若电流方向与磁场方向间有一夹角，则
B1=Bcos；B2=Bsin
F=B2Il=BIlsin
讨论：
=
，F=BIl最大；=0，F=0最小。
单位：
F－牛顿（N）；l－米（m）；B－特斯拉（T）。
2．力的方向——用左手定则判定
例1：
一根通电直导线放在磁场中，图中已分别表明电流，磁感应强度和磁场对电流的作用力这三个物理量中两个量的方向，试标出第三个物理量的方向。
例2：
一匀强磁场B=0.4T；L=20cm；=30；I=10A，求：
直导线所受磁场力的大小和方向。
二、电流表的工作原理（磁电式）（胶片）
1．匀强磁场对通电线圈的作用力
2．磁场使线圈偏转的力矩M1=K1I；弹簧产生的力矩M2=K2，两力矩平衡（M1=M2）时，线圈就停在某一偏转角上，指针指到刻度盘的某一刻度，刻度是均匀的。
3．优点：
刻度均匀，准确度高，灵敏度高。
缺点：
价格贵，对过载很敏感。
1．磁场对通电导线作用力的大小和方向。
2．左手定则的内容。
3．电流表的工作原理。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5－4铁磁性物质的磁化
使用教具
多媒体
教学目的
1．了解铁磁性物质的磁化。
2．了解磁化曲线、磁滞回线对铁磁性物质性能的影响。
教学重点
铁磁性物质被磁化的内因。
教学难点
磁滞回线的形成。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习
新课
小结
1．磁场力大小的公式、磁场力方向的规定。
2．习题（《电工基础》第2版周绍敏主编）
1．是非题（5）、（6）。
2．选择题（6）、（7）。
3．填充题（7）、（8）。
第五节 铁磁性物质的磁化
一、铁磁性物质的磁化
1．磁化：
本来不具磁性的物质，由于受磁场的作用而具有了磁性的现象。
非铁磁性物质是不能被磁化的。
2．磁化内因：
在外磁场的作用下，磁畴（磁性小区域）沿磁场方向作取向排列，形成附加磁场，从而使磁场显著增强。
去掉外磁场后，有些铁磁性物质中磁畴的一部分或大部分仍保持取向一致，对外仍显磁性，这就成了永久磁铁。
3．应用：
用于电子和电气设备中。
二、磁化曲线
1．磁化曲线（B－H曲线）：
铁磁性物质的B随H而变化的曲线。
B=μH
即
μ=B/H
2．测试原理图
3．磁化曲线图
O－1段：
起始磁化段。
B增加得较慢（由于磁畴惯性）。
1－2段：
直线段。
B随H增加很快（由于磁畴在外磁场的作用下大部分趋向H的方向）。
2－3段：
B增加变慢（由于随着H的增加只有少数磁畴继续转向）。
3以后：
饱和段，B基本不随H变化（已几乎没有磁畴可转向了，为饱和磁感应强度）。
4．说明：
（1）对于变压器和电机，通常工作于2－3段。
（2）每一种材料B的饱和值一定，不同铁磁性物质，B的饱和值不同。
（3）B愈大导磁性能愈好。
三、磁滞回线
1．曲线
2．剩磁：
当H减至零时，B值不等于零，而是保留一定的值，称为剩磁。
用Br表示。
矫顽磁力：
为克服剩磁所加的磁场强度。
用Hc表示。
3．磁滞现象：
B的变化总是落后于H的变化。
磁滞回线：
abcdefa为一封闭对称于原点的闭合曲线，称为磁滞回线
4．
（1）基本磁化曲线：
连接各条对称的磁滞回线的顶点，得到的一条曲线叫基本磁化曲线。
（2）磁滞损耗：
反复交变磁化过程中有能量损耗，称为磁滞损耗。
（3）剩磁和矫顽力愈大的铁磁性物质，磁滞损耗就愈大。
1．铁磁性物质的磁化；它能够被磁化的原因。
2．铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线。
3．铁磁性物质的概念以及它的分类。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5－5磁路的基本概念
使用教具
多媒体
教学目的
1．理解磁动势和磁阻的概念。
2．掌握磁路的欧姆定律。
教学重点
磁路的欧姆定律。
教学难点
磁路的欧姆定律的应用。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习
新课
练习
小结
1．什么叫铁磁性物质的磁化？
它能够被磁化的原因。
2．铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线的概念。
第五节 磁路的基本概念
一、磁路
1．磁路：
磁通经过的闭合路径。
2．说明主、漏磁通。
3．磁路：
无分支和有分支。
无分支有分支
二、磁路的欧姆定律
1．通电线圈产生磁场，磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。
把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。
Em=IN
单位：
安培（A）
2．磁阻：
磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
Rm=
式中：
l－磁路长度（m）；
S－磁路横截面积（m2）；
μ－磁导率（H／m）；
Rm－磁阻（1／H）。
3．磁路的欧姆定律
（1）内容：
通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比。
（2）=
（3）磁路与电路对应的物理量及其关系式。
电 路
磁 路
电流I
磁通
电阻R=l/S
磁通Rm＝l/S
电阻率
磁导率
电动势E
磁动势Em＝IN
电路欧姆定律I=E/R
磁路欧姆定律=Em/Rm
1．在磁场中，各点的磁场强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关，而且与媒介质的性质有关。
（）
2．磁路的欧姆定律是指：
磁感应强度与磁动势成正比，与磁阻成反比。
（）
1．磁动势和磁阻的概念。
2．磁路的欧姆定律。
3．全电流定律。
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