1、 磁現象與電現象是相互聯系的，一切磁磁現象與電現象是相互聯系的，一切磁場現象都起源于電流。場現象都起源于電流。 在一根永久磁鐵周圍的空間中放一支能自在一根永久磁鐵周圍的空間中放一支能自由旋轉的磁針，則磁針將以一定方向對著磁鐵。由旋轉的磁針，則磁針將以一定方向對著磁鐵。若將磁鐵拿開，則磁針就轉回到它原來的位置。若將磁鐵拿開，則磁針就轉回到它原來的位置。由此可知，在磁針上作用著某種作用力，這種由此可知，在磁針上作用著某種作用力，這種力叫磁力。力叫磁力。一、磁鐵和磁場一、磁鐵和磁場 能夠吸引鐵屑或鐵塊的物體叫磁體，俗稱磁鐵。能夠吸引鐵屑或鐵塊的物體叫磁體，俗稱磁鐵。磁鐵的性質如下：磁鐵的性質如下：1

2、、吸鐵性。磁體能吸引鋼、鐵、鎳、鈷等物、吸鐵性。磁體能吸引鋼、鐵、鎳、鈷等物質，但不能吸引銅、鋁、鉛等物質。質，但不能吸引銅、鋁、鉛等物質。2、具有南北兩個磁極，即、具有南北兩個磁極，即N極（北極）和極（北極）和S極（南極（南極）。磁鐵端部磁性最強，越接近中部磁性越弱。極）。磁鐵端部磁性最強，越接近中部磁性越弱。3、不可分割性。、不可分割性。N、S極必定同時存在，將一根極必定同時存在，將一根條形磁鐵分割成任意小段，則每段都會自成一塊條形磁鐵分割成任意小段，則每段都會自成一塊具有南北的小磁鐵。沒有單獨存在的單個磁極。具有南北的小磁鐵。沒有單獨存在的單個磁極。4、磁極間的相互作用。磁極間有相互作用

3、力，、磁極間的相互作用。磁極間有相互作用力，其規(guī)律是同性磁極相斥，異性磁極相吸。其規(guī)律是同性磁極相斥，異性磁極相吸。5、磁化。使原來沒有磁性的物體得到磁性叫磁、磁化。使原來沒有磁性的物體得到磁性叫磁化。鐵磁性材料放在磁體近旁能被磁化。被磁化化。鐵磁性材料放在磁體近旁能被磁化。被磁化的物體移離磁體后，還能保留一些磁性，叫剩磁。的物體移離磁體后，還能保留一些磁性，叫剩磁。SN南極：用南極：用S表示表示北極：用北極：用N表示表示一根條形磁鐵的磁力線一根條形磁鐵的磁力線 在磁鐵的外部，磁力線的方向總是從在磁鐵的外部，磁力線的方向總是從N極出極出發(fā)回到發(fā)回到S極，而在內部磁力線則是由極，而在內部磁力線則

4、是由S極到極到N極。極。 磁力線就是用來描述磁場結構的一組曲線。磁力線就是用來描述磁場結構的一組曲線。磁力線上某點的切線方向是該點磁場方向。磁力線上某點的切線方向是該點磁場方向。 I I長直載流導線磁力線分布長直載流導線磁力線分布長直導線周圍的磁力線：長直導線周圍的磁力線：電流電流流入流入紙面紙面電流電流流出流出紙面紙面 用磁力線描述磁場的分布，要求磁力線上每用磁力線描述磁場的分布，要求磁力線上每一點的切線都與該點的磁場方向一致，一點的切線都與該點的磁場方向一致，磁力線都磁力線都是閉合曲線是閉合曲線。磁力線的疏密程度，反映了磁場中。磁力線的疏密程度，反映了磁場中各點的磁場的強弱。各點的磁場的強

5、弱。 對長直載流對長直載流導線的磁場，右手四指螺旋旋轉的方向表示磁導線的磁場，右手四指螺旋旋轉的方向表示磁力線方向，大拇指的方向為電流方向。為了幫力線方向，大拇指的方向為電流方向。為了幫助記憶這個定則，可以助記憶這個定則，可以用右手握住導線，伸直用右手握住導線，伸直拇指使拇指指向電流的方向，則四指所圍繞的拇指使拇指指向電流的方向，則四指所圍繞的方向就是磁場的方向。方向就是磁場的方向。 對于載流線圈的磁場，則四指的螺旋方向為對于載流線圈的磁場，則四指的螺旋方向為電流方向，伸直的大拇指的方向為磁場方向。也電流方向，伸直的大拇指的方向為磁場方向。也可用可用右手握住線圈，伸直拇指，則四指所指的方右手握

6、住線圈，伸直拇指，則四指所指的方向為電流方向，大拇指所指的方向就是線圈內磁向為電流方向，大拇指所指的方向就是線圈內磁場的方向。場的方向。 以同一載流導線處于不同磁場或處于同一磁以同一載流導線處于不同磁場或處于同一磁場的不同位置時，受到的磁場力的大小與方向都場的不同位置時，受到的磁場力的大小與方向都不相同，這說明不相同，這說明: :載流導線在磁場中受到磁場力的作用，實踐證明：載流導線在磁場中受到磁場力的作用，實踐證明： 描述磁場的描述磁場的強度與方向強度與方向的物理量叫磁感應強的物理量叫磁感應強度，用符號度，用符號B表示。表示。磁感應強度磁感應強度B的單位為特斯的單位為特斯拉，用符號拉，用符號T

7、表示。表示。 磁感應強度是一個矢量（即有大小和方向的磁感應強度是一個矢量（即有大小和方向的量），它與產生該磁場的電流方向之間的關系滿量），它與產生該磁場的電流方向之間的關系滿足右螺旋定則。足右螺旋定則。 在均勻磁場中，磁感應強度在均勻磁場中，磁感應強度B與垂直于磁與垂直于磁場方向的面積場方向的面積S的乘積，稱為通過該面積的磁的乘積，稱為通過該面積的磁通量，用符號通量，用符號表示。（表示。（垂直穿過某一面積垂直穿過某一面積S 的磁力線的總根數。）的磁力線的總根數。） = BS （1-25） 磁通的單位稱韋伯，用符號（磁通的單位稱韋伯，用符號（Wb）表示。）表示。由由 = BS可知，可知，磁感應強

8、度為：磁感應強度為：SBB：穿過單位面積的磁力線根數。：穿過單位面積的磁力線根數。 所以在數值上，所以在數值上，磁感應強度磁感應強度B可以看成是與可以看成是與磁場方向相垂直的單位面積所通過的磁通量。磁場方向相垂直的單位面積所通過的磁通量。故故磁感應強度磁感應強度B也可認為是該面積中的也可認為是該面積中的磁通密度磁通密度。二、磁導率與磁場強度二、磁導率與磁場強度 磁場的大小磁場的大小不僅與載流導線的電流及導體的不僅與載流導線的電流及導體的形狀有關，而且形狀有關，而且與磁場內介質與磁場內介質有關。有關。 為了對不同磁介質的性質有一個較清楚的認為了對不同磁介質的性質有一個較清楚的認識，可把各種磁介質

9、內的磁感應強度與真空中磁識，可把各種磁介質內的磁感應強度與真空中磁感應強度，在其它條件相同的情況下加以比較。感應強度，在其它條件相同的情況下加以比較。 某些磁介質內的磁感應強度比在真空中大一某些磁介質內的磁感應強度比在真空中大一些，而在另外一些磁介質內就比真空中小一些，些，而在另外一些磁介質內就比真空中小一些，這是由于這是由于不同磁介質具有不同的磁性能。不同磁介質具有不同的磁性能。 表征磁介質磁性能的物理量，叫做磁導率表征磁介質磁性能的物理量，叫做磁導率（或導磁系數），（或導磁系數），磁導率可分為絕對磁導率和磁導率可分為絕對磁導率和相對磁導率。相對磁導率。絕對磁導率：用符號絕對磁導率：用符號“

10、 ”表示，簡稱磁導率。表示，簡稱磁導率。真空中的磁導率：用符號真空中的磁導率：用符號“ 0 0”表示。表示。相對磁導率：用符號相對磁導率：用符號“ r r”表示。表示。磁導率的單位是亨磁導率的單位是亨/米（米（H/m）。亨（）。亨（H ）是電感）是電感的單位。磁導率的單位。磁導率“”，相對磁導率，相對磁導率“r”，真空磁，真空磁導率導率“0”的關系式為：的關系式為：0r（1-261-26）0r 上式的物理意義是：在其他條件相同的情況上式的物理意義是：在其他條件相同的情況下，介質中的磁感應強度是真空中的多少倍。下，介質中的磁感應強度是真空中的多少倍。 式中，式中，相對磁導率相對磁導率r是沒有量綱

11、的比值。是沒有量綱的比值。0為真空磁導率，實驗確定為真空磁導率，實驗確定 0=410 -7H/m，空，空氣的磁導率與真空基本一樣，故自由空間與真空氣的磁導率與真空基本一樣，故自由空間與真空的相對磁導率為的相對磁導率為1。0r 目前常用鐵磁（性）物質的導磁系數比真目前常用鐵磁（性）物質的導磁系數比真空的導磁系數要大得多。它們往往是空的導磁系數要大得多。它們往往是0的幾倍、的幾倍、幾萬倍，甚至幾百萬倍。幾萬倍，甚至幾百萬倍。0r1r，則稱為磁性材料，則稱為磁性材料1r，則稱為非磁性材料，則稱為非磁性材料 磁場中某點的磁感應強度與磁導率的比值磁場中某點的磁感應強度與磁導率的比值，就是該點的磁場強度。

12、用符號就是該點的磁場強度。用符號“H”表示。表示。根據定義磁場強度為：根據定義磁場強度為：BH （1-271-27） 即同樣的導線，通過同樣的電流，在同一即同樣的導線，通過同樣的電流，在同一相對位置的某一點來說，如果磁介質不同，就相對位置的某一點來說，如果磁介質不同，就有不同的磁感應強度，但有相同的磁場強度。有不同的磁感應強度，但有相同的磁場強度。 在實用單位制中，磁場強度的單位是在實用單位制中，磁場強度的單位是安培安培/ /米米（A/m)。 磁場強度反應了磁場本身的強度，與介磁場強度反應了磁場本身的強度，與介質無關。質無關。三、磁場對載流導體的作用與左手定則三、磁場對載流導體的作用與左手定則

13、 當載流導體置于磁場中時，導體受到一種力當載流導體置于磁場中時，導體受到一種力的作用，驅使載流導體向一定方向運動。這個作的作用，驅使載流導體向一定方向運動。這個作用力叫電磁力。用力叫電磁力。實驗證明，電磁力的大小與磁感實驗證明，電磁力的大小與磁感應強度應強度B、電流、電流I及導體在磁場中的長度成正比。及導體在磁場中的長度成正比。 對于均勻磁場，對于均勻磁場，當磁場與導體相互垂直時當磁場與導體相互垂直時，電磁力電磁力F等于磁感應強度等于磁感應強度B、導線電流、導線電流I及導體位及導體位于磁場中的長度于磁場中的長度L的乘積。即的乘積。即 F = BLI （1-28） 式中，式中，B為磁感應強度，單

14、位為特斯拉（為磁感應強度，單位為特斯拉（T）；）；I為導體中流過的電流，單位為安（為導體中流過的電流，單位為安（A）；）；L表示導表示導體在磁場中的有效長度，單位為米（體在磁場中的有效長度，單位為米（m）；）；F為電為電磁力，單位為牛頓（磁力，單位為牛頓（N）。）。 電磁力的方向，用左手定則來判定。伸出左手，電磁力的方向，用左手定則來判定。伸出左手，大拇指與四指垂直，使磁力線穿過手心，使伸直的大拇指與四指垂直，使磁力線穿過手心，使伸直的四指和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是載四指和電流的方向一致，大拇指所指的方向就是載流導體在磁場中所受到的電磁力的方向。流導體在磁場中所受到的電磁力的方向。

15、 I IF=BIL I II IF FB B均勻磁場中導體的受力均勻磁場中導體的受力 左手定則左手定則 L LSN磁極磁極四、磁路及磁路歐姆定律四、磁路及磁路歐姆定律 IN 磁路磁路 N是繞在鐵芯上的線圈，稱為鐵芯繞組。當繞是繞在鐵芯上的線圈，稱為鐵芯繞組。當繞組通有電流組通有電流I時，就在鐵芯中產生磁通時，就在鐵芯中產生磁通，該磁通，該磁通通過每一匝線圈，并經鐵芯閉合。通過每一匝線圈，并經鐵芯閉合。 磁通磁通的大小與磁路的性質（鐵芯磁導率的大小與磁路的性質（鐵芯磁導率和鐵芯的幾何尺寸）和鐵芯繞組的匝和鐵芯的幾何尺寸）和鐵芯繞組的匝N及線圈及線圈電流電流I有關，可用下式表示：有關，可用下式表示

16、：mRFSLNI（1-291-29）mRFSLNI（1-291-29）N表示繞組匝數；表示繞組匝數；I為繞組流過的電流（為繞組流過的電流（A）；）；S表示鐵芯截面積（表示鐵芯截面積（mm）；）； 為磁路材料的磁導為磁路材料的磁導率（率（H/m）。）。 F=NI稱為磁通勢，磁通勢表示繞組電流稱為磁通勢，磁通勢表示繞組電流產生磁通的作用。產生磁通的作用。SLRmRm稱為磁阻：稱為磁阻：磁阻表明磁路對磁勢磁阻表明磁路對磁勢F所產生的磁通大小的影響。所產生的磁通大小的影響。 對于有氣隙的磁路，由于對于有氣隙的磁路，由于空氣導磁作用很差，所以磁空氣導磁作用很差，所以磁路中的氣隙磁阻就很大。在路中的氣隙磁

17、阻就很大。在同樣的磁通勢同樣的磁通勢F作用下，磁路作用下，磁路中的磁通中的磁通 將大大減小。將大大減小。NI I氣隙氣隙mRF此式稱為磁此式稱為磁路歐姆定律路歐姆定律、F和和Rm的關系為：的關系為：五、電磁感應五、電磁感應 在一金屬直導線的兩在一金屬直導線的兩端接上一檢流計，并將此端接上一檢流計，并將此導線以一定速度垂直磁力導線以一定速度垂直磁力線運動時，就會發(fā)現檢流線運動時，就會發(fā)現檢流計的指針發(fā)生偏轉。計的指針發(fā)生偏轉。vSN磁極磁極I I電磁感應現象電磁感應現象 導體中通過電流可以產導體中通過電流可以產生磁場；在一定條件下，生磁場；在一定條件下，磁場中的導體也會產生感磁場中的導體也會產生

18、感應電動勢從而產生電流。應電動勢從而產生電流。由導體切割磁力線而在導體中由導體切割磁力線而在導體中產生感應電動勢的現象叫做電磁感應。產生感應電動勢的現象叫做電磁感應。 如果改變運動導線的速度與方向，檢流計指如果改變運動導線的速度與方向，檢流計指針偏轉的大小與方向亦隨著改變。針偏轉的大小與方向亦隨著改變。 當導線運動方向一定時，磁感應強度、導線當導線運動方向一定時，磁感應強度、導線運動速率越大，則檢流計指針偏轉越大。運動速率越大，則檢流計指針偏轉越大。 當磁感應強度、導線運動速率一定時，若導線當磁感應強度、導線運動速率一定時，若導線運動方向與磁力線垂直，則檢流計指針偏轉為最大，運動方向與磁力線垂

19、直，則檢流計指針偏轉為最大，若導線運動方向與磁力線平行，則檢流計指針偏轉若導線運動方向與磁力線平行，則檢流計指針偏轉為零。為零。 在一般常見的電動機及電測儀表中，在一般常見的電動機及電測儀表中，導導線運動方向是與磁場相垂直的線運動方向是與磁場相垂直的，所以導體上，所以導體上的磁感應電動勢為：的磁感應電動勢為： e = BLv （1-30） 式中，磁感應強度式中，磁感應強度B的單位為特斯拉（的單位為特斯拉（T）；）；導體有效長度導體有效長度L的單位是（的單位是（m）；導體運動速度）；導體運動速度v的單位為米的單位為米/秒（秒（m/s）；感應電動勢）；感應電動勢e的單位為伏的單位為伏（V）。）。

20、右手定則右手定則Bve eeii單匝線圈的感應電勢單匝線圈的感應電勢 電磁感應現象不僅表現在導體運動切割磁力線電磁感應現象不僅表現在導體運動切割磁力線產生感應電動勢這一方面，另外還表現在處于變產生感應電動勢這一方面，另外還表現在處于變化磁場中的導體上亦存在產生感應電動勢的現象。化磁場中的導體上亦存在產生感應電動勢的現象。六、自感與互感現象六、自感與互感現象如圖當電感線圈電流變化時，如圖當電感線圈電流變化時，由這個電流所產生的磁通由這個電流所產生的磁通相相應發(fā)生變化。根據電磁感應原應發(fā)生變化。根據電磁感應原理，線圈中將產生感應電動勢理，線圈中將產生感應電動勢eL。由于。由于eL是線圈自身電流變是

21、線圈自身電流變化產生的，所以稱為化產生的，所以稱為eL自感電自感電動勢。線圈中的這種電磁現象動勢。線圈中的這種電磁現象就稱為自感現象。就稱為自感現象。線圈中的自感現象線圈中的自感現象NeLi+ +UiNL（1-311-31）式中，電感式中，電感L L的單位為亨（的單位為亨（H） 由電流由電流i產生的磁通產生的磁通是穿過每一匝線圈的，是穿過每一匝線圈的，每匝線圈皆有自感電動勢。所以每匝線圈皆有自感電動勢。所以eL是由穿過是由穿過N匝線匝線圈的磁通變化而感應的電動勢。圈的磁通變化而感應的電動勢。穿過穿過N匝線圈的磁匝線圈的磁通通，用磁鏈，用磁鏈 表示，即表示，即 。磁鏈。磁鏈與線圈與線圈電流電流i之比，稱為該線圈的自感系數，簡稱電感，之比，稱為該線圈的自感系數，簡稱電感，用符號用符號L表示。即表示。即 N L是電感線圈的重要參數。線圈匝數是電感線圈的重要參數。線圈匝數N愈多，愈多，電感電感L愈大，線圈中單位電流產生的磁通愈大，愈大，線圈中單位電流產生的磁通愈大，電感愈大。電感愈大。 假如使兩個線圈放得很近，或兩個線圈通繞在假如使兩個線圈放得很近，或兩個線圈通繞在一個鐵芯磁路上一個鐵芯磁路上, ,那么第一線圈產生的磁通（用那么第一線圈產生的磁通（用1111表示）就有一部分穿過第二個線