第15章-电流和磁场
磁场与电磁感应
第三章磁场与电磁感应 一、概述：（一）、磁场与磁路1、 磁体和通电导体周围存在着磁场。
磁场具有力和能的特性，描述磁场强与弱以及磁场方向常用磁力线。
磁力线在磁体外部从N 极到S 极，在磁体内部从S 极到N 极形成闭合曲线。
磁力线密集的地方磁场强，磁力线稀疏的地方磁场弱，磁力线上某点切线方向为该点磁场方向。
N 、S 分别为磁体的指北极（简称北极）和指南极（简称南极），同性磁极相斥，异性磁极相吸。
2、 通电直导线的磁力线方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则Ⅰ来确定；通电螺旋管的磁场方向与电流方向之间的关系可用右手螺旋定则Ⅱ来确定。
3、 描述磁场的主要物理量有：磁通、磁感应强度、磁导率、磁场强度。
4、 了解铁磁材料、磁路、磁路欧姆定律、会计算磁阻。
（二）、电磁感应1、 当导体相对磁场作切割磁力线运动或线圈中磁通发生变化时就会在导体中引起电动势，这种现象称为电磁感受应，由电磁感应产生的电动势称为感受应电动势，由感应电动势引起的电流称为感应电流。
2、 计算感应电动势大小可用法拉第电磁感应定律，判别感应电动势的方向可用楞次定律。
3、 当电路中含有两个或两个以上相互耦合的线圈时，若在某一线圈中通以交变电流，则该电流所产生的交变磁通会在其他线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象。
由互感引起的感应电动势称为互感电动势。
互感电动势的大小与方向可根据同名端来判别。
4、 互感线圈的联接分为顺串、反串；顺并和反并。
变压器就是利用互感原理工作的电磁元件。
5、 R —L 电路接通或断开直流电源（接通或断开称为换路），其换路前和换路后的电流不变，即)()(00-+=t i t i L L其中t0为换路时刻。
换路后电流的变化速度与时间常数RL=τ有关，τ的单位为秒。
二、知识要点：（一）磁场与磁路1、磁场，凡有磁力作用的空间称为磁场，磁场是一种特殊物质，具有力和能的特性。
（1）磁现象○1磁性：物体吸引铁磁性物质的性质。
物理 磁场和它的源2
4 π r0 无限长载流长直导线
(cos1 cos 2 )
2
1 0 2 π
×
B
0 I
2 π r0
I
B
y
半无限长载流长直导线
π 1 2 2 π
x
C
o
1
P
BP
0 I
4πr
4
物理学
第五版
17-4
毕奥-萨伐尔定律
无限长载流长直导线的磁场
B
0 I
2πr
运动电荷的磁场
圆电流的磁场 dI 2 π rdr rdr 2π R 0 dI 0 dB dr o 2r 2 r 0 R 0 R dr B dr 2 0 2 0, B 向内 0, B 向外
18
解法一
物理学
第五版
17-5
运动电荷的磁场
解法二
运动电荷的磁场
dB0
0 dqv
4 π r2
R o r
dq 2 π rdr
v r
dr
B
dB
0
2
dr
0
2
R
0
dr
0 R
2
19
物理学
第五版
17-6
磁场的高斯定理
一 磁感线
切线方向—— B 的方向； 疏密程度—— B 的大小.
B
2 S
dS1
1
B2
B1
dΦ 1B 1 dS1 0 dΦ2 B2 dS2 0
B cos dS 0
S
磁场高斯定理
S B d S 0
高二物理选修3-1第三章磁场知识点总结复习
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1．磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体：具有磁性的物体叫磁体.磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象（奥斯特实验)。
3．磁场磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4．磁性的地球地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场。
例1、以下说法中，正确的是（)A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成 角，如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3。
2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？2．磁感应强度的大小匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
第5章 恒定电流的电场和磁场
dl '×R ∫C ' R 3 ⋅ dl −R ∫C ' R 3 ⋅ (−dl × dl ' )
假设回路C′对P点的立体角为 ，同时P点位移dl引起的立体角增量 为d ，那么P点固定而回路C′位移dl所引起的立体角增量也为d ′。 -dl×dl′是dl′位移-dl所形成的有向面积。注意到R=r-r′，这个立体 角为
z ' = z − r tan α , dz ' = r sec 2 α dl ' = ez dz ' = −ez r sec 2 α R = r sec α
dl '×R = ez dz '×[rer + ( z − z ' )ez ]
所以
= −eφ rdz ' = −eφ r 2 sec 2 α
∆P = ∆U∆I = E∆l∆I = EJ∆l∆S = EJ∆V
当∆V→0，取∆P/∆V的极限，就得出导体内任一点的热功 热功 率密度，表示为 率密度
∆P p = lim = EJ = σE 2 ∆V →0 ∆V
或
p = J ⋅E
此式就是焦耳定律 焦耳定律的微分形式。 焦耳定律 应该指出，焦耳定律不适应于运流电流 不 运流电流。因为对于运流电 运流电流 流而言，电场力对电荷所作的功转变为电荷的动能，而不 是转变为电荷 晶格碰撞 电荷与晶格碰撞 电荷 晶格碰撞的热能。
对于无限长直导线(l→∞)，α1=π/2, α2=-π/2，其产生的磁场为
µ0 I B = eφ 2πr
5.3 恒定磁场的基本方程
5.3.1 磁通连续性原理 磁感应强度在有向曲面上的通量简称为磁通量 磁通量(或磁通)，单 磁感应强度 磁通量 位是Wb(韦伯)，用Φ表示：
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北京初中物理各区所用教材-推荐下载《北师大实验版》（八上）第一章测量:一、长度和时间的测量二、质量及其测量三、用天平测量物体的质量四、密度密度知识的应用五、测量物质的密度第二章常见的运动一、机械运动二、比较运动的快慢三、测量平均速度四、声音的产生和传播五、音乐和噪声第三章运动和力一、力二、力的测量三、重力四、摩擦力五、同一直线上二力的合成六、二力平衡七、力和运动第四章压强与浮力一、压强与浮力二、液体内部的压强三、连通器四、大气压强五、液体的压强与流速的关系六、浮力七、物体的浮沉条件（八下）第五章人与机械一、杠杆二、滑轮三、机械传动四、机器人第六章功和能一、功二、功率三、机械功的原理四、测滑轮组的机械效率五、机械能第七章热现象一、温度、温度计二、熔化与凝固三、汽化和液化四、升华和凝华五、分子动理论的基本事实六、内能七、热量比热容八、燃料的利用和环境保护九、热机第八章光现象一、光的传播二、光的反射三、探究平面镜成像四、光的折射五、透镜六、探究凸透镜成像规律七、生活中的透镜八、眼睛和眼镜九、物体的颜色（九全）第九章简单电路一、认识电路二、探究不同物质的导电性能三、测量电流四、测量电压五、电阻六、探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度第十章串联电路与并联电路一、串联电路与并联电路二、探究串联、并联电路中电流的关系和电压的关系三、探究电流与电压、电阻的关系四、欧姆定律的应用五、测量导体的电阻六、探究串、并联电路中电阻的关系第十一章电功和电功率一、电功和电能二、电功率三、电流的热效应四、探究影响小灯泡功率的因素五、简单实用电路第十二章磁现象一、磁场二、通电螺管的磁场三、探究影响电磁铁磁性强弱的因素四、电磁铁的应用五、磁场对电流的作用六、电动机七、电磁感应发电机第十三章怎样传递信息--通信技术简介一、电磁波二、广播和电视三、现代通信技术及发展前景第十四章粒子和宇宙一、探索微观世界的历程二、浩翰的宇宙三、能源：危机与希望北师大课标版第一章物质的状态及其变化。
高二物理 选修3-1 第二、三章恒定电流和磁场
高二物理3-1恒定电流知识回顾以及磁场知识学习第2章恒定电流1.电流强度：I＝q/t2.欧姆定律：I＝U/R ，适用于金属导电和电解液导电3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR，也可以是E＝U内+U外5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI6.焦耳定律：Q＝I2Rt7. 纯电阻电路中:由于I＝U/R，W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R非纯电阻电路中：W≥Q8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P输出＝IU，η＝P输出/P总9.电路的串、并和混联特点10.了解电表改装的原理（电流变改装为电流表、电流变改装为电压表）11.伏安法测电阻①电流表内接法：电压表示数：U＝U R+U ARx的测量值＝U/I＝(U R+U A )/I R＝Rx+R A>Rx真选用电路条件Rx>>R A [或Rx>(R A R V)1/2]②电流表外接法：电流表示数：I＝I R+I VRx的测量值＝U/I＝U R/(I R+I V)＝R V Rx/(R V+Rx)<Rx真选用电路条件Rx<<R V [或Rx<(R A R V)1/2]12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法限流接法，电压调节范围小，电路简单，功耗小，便于调节电压，选择条件Rp>Rx分压接法，电压调节范围大，电路复杂，功耗较大，便于调节电压，选择条件Rp<Rx 注意：1)单位换算：1A＝103mA＝106μA；1kV＝103V＝106mA；1MΩ＝103kΩ＝106Ω2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；3)串联总电阻大于任何一个分电阻，并联总电阻小于任何一个分电阻；4)当电源有内阻时，外电路电阻增大时，总电流减小，路端电压增大；5)当外电路电阻等于电源电阻时，电源输出功率最大，此时的输出功率为E2/(4r)；上节回顾1、根据欧姆定律 I=U/R ，下列哪种说法是正确的（ ） A ．通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小 B ．导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大 C ．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 D ．导体两端的电压越大，这段导体中电流就越大2、两电阻R1、Ｒ2的电流I 和电压U 的关系如图1所示， 可知两电阻R1∶Ｒ2等于 A.1∶３ B.３∶１ C.１∶3D.3∶１3、一个标有“220V 60W “的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V ，在此过程中，电压（U ）和电流（I ）的关系可用图线表示， 题中给出的四个图线中，符合实际的是( )4、在电阻两端加50 V 的电压，该电阻10秒内有20C 的电量通过横截面，则该电阻的阻值为 Ω5、一段导体两端电压是4 Ｖ，在2 min 内通过导体某一横截面积的电量是15 C ，那么这段导体的电阻应是 Ω.6、将A 、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（ ） A 、若A 灯中的电流比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 B 、若A 灯两端的电压比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 C 、若电流对A 灯做的功比B 灯多，则A 灯一定比B 灯亮 D 、若A 灯消耗的电功率比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮7、一电流表的满偏电流Ig=1mA ，内阻为200Ω．要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表，则应在电流表上（ ）UI图1R 1R 2300600 UI 0A SIUB SUC SIUD SI图2A、并联一个0.4欧姆的电阻B、并联一个200欧姆电阻C、串联一个0.4欧姆的电阻D、串联一个200欧姆电阻8、一电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为500Ω．要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（）A、串联一个10K欧姆B、并联一个10K欧姆C、串联一个9.5K欧姆D、并联一个9.5K欧姆9、在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器：（）A、电扇和电吹风B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱D、电解槽10、若A灯标有“220V 60W”，B灯标有“220V 100W”，把两灯接入电路中，下列说法中正确的是（）A、当通过两灯的电流相等时，A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时，B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时，A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时，B灯比A灯亮11、在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是（）A、在任何电路中，电功UIt=I2RtB、在任何电路中，电功为UIt，电热为I2RtC、在纯电阻电路中，UIt=I2RtD、在非纯电阻电路中，UIt≥I2Rt12、用伏安法测电阻有电流表外接法与电流表内接法两种方法。
大学物理——11-1磁感应强度B
电源电动势的方向：电源内部电势升高的方向； 或在电源内部从负极指向正极。
§11.1磁场 磁感应强度
一、基本磁现象
永磁体的性质：
（1）具有磁性，能吸引铁、 钴、镍等物质。 （2）具有磁极，分磁北极N和磁南极S。 （3）磁极之间存在相互作用，同性相斥，异性相吸。 （4）磁极不能单独存在。
司南勺
在磁极区域，磁性最强。
S
S
载流子：导体中宏观定向运动的带电粒子。
电流强度（I）：单位时间内通过导体任一 横截面的电荷 。
dq I dt
3
单位：安培 1A 1 C s 1
6
1A 10 mA 10 μ A
恒定电流（直流电）： 导体中通过任一截面的电流不随时间变化（I = 恒量）。 电流的方向：导体中正电荷的流向。
B
dF
dF
B
θ
Idl
三、安培力
电流元 Idl 置于磁感应强度为 B 的外磁场中时，
电流元所受的力为： 安培定律:
dF Idl B
安培定律:
一段电流元Idl在磁场中所受的力dF，其大小与电 流元Idl成正比，与电流元所在处的磁感应强度B成正 比，与电流元Idl和B的夹角的正弦成正比，即
dS
n
dI 大小： j j 速度方向上的单位矢量 d S d 对任意小面元 d S ， I j d S j d S dS 对任意 dI I j d S j S 曲面S：
d S
P 处正电荷定向移动 j
三、电源和电动势
+
第11章 恒定电流的磁场
11.1 磁感应强度 B
第17章第2节电流的磁场-(教案)2024-2025学年九年级下册物理沪科版(安徽)
第17章第2节电流的磁场（教案）20242025学年九年级下册物理沪科版（安徽）在设计这个九年级下册物理沪科版（安徽）第17章第2节“电流的磁场”的教案时，我的意图是让学生通过实验和观察，理解电流产生磁场的现象，掌握电流磁场的特点和相关物理量。
同时，通过问题引导和小组讨论，培养学生的科学思维和团队协作能力。
一、教学目标：1. 让学生了解电流的磁场现象，理解电流磁场的基本性质。
2. 使学生掌握电流磁场方向的决定因素，能运用安培定则判断电流磁场的方向。
3. 培养学生进行科学实验的能力，提高观察、分析问题的能力。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：电流产生磁场的现象，电流磁场的性质，安培定则的应用。
2. 教学难点：电流磁场方向的决定因素，安培定则的运用。
三、教具与学具准备：1. 教具：电流表、电压表、滑动变阻器、螺线管、铁钉、电源等。
2. 学具：实验记录表格、笔、剪刀、胶带等。
四、活动过程：1. 情景引入：讲述奥斯特实验，让学生了解电流的磁场现象。
2. 实验探究：a. 让学生分组进行实验，观察电流通过螺线管时，铁钉的磁化现象。
b. 引导学生记录实验数据，包括电流大小、螺线管匝数、铁钉磁化程度等。
c. 分析实验现象，引导学生发现电流磁场与电流方向、螺线管匝数的关系。
3. 知识讲解：a. 讲解电流磁场的性质，如磁场方向、强度等。
b. 讲解安培定则，让学生学会用安培定则判断电流磁场的方向。
4. 练习巩固：a. 让学生用安培定则判断给定电流磁场的方向。
b. 让学生分析实际问题，如电流磁场在生活中的应用。
5. 小组讨论：a. 让学生讨论电流磁场在现代科技中的重要性。
b. 引导学生思考如何利用电流磁场解决实际问题。
五、活动重难点：1. 活动重点：电流产生磁场的现象，电流磁场的性质，安培定则的应用。
2. 活动难点：电流磁场方向的决定因素，安培定则的运用。
六、课后反思及拓展延伸：2. 拓展延伸：让学生查阅相关资料，了解电流磁场在现代科技领域的应用，如电机、发电机、磁悬浮等。
第十三章 磁路和铁芯线圈
P37-8 第13章 磁路和铁心线圈
1.磁通连续性原理
磁通连续性原理是磁场的一个基本性质，其内容是： 在磁场中，磁感应强度对任意闭合面的面积分恒等于零。
由于磁感应强度线总是闭合的空间曲线，显然，穿进 任一闭合面的磁通恒等于穿出此面的磁通。上式成立与磁 场中的介质的分布无关。
2.安培环路定律 安培环路定律(Ampere’s circuital law)是磁场又一基本 性质。其内容是：在磁场中，磁场强度沿任意闭合路径的 线积分等于穿过该路径所包围的全部电流的代数和。 同样应该指出，上式成立与磁场中的介质的分布无关。
铁磁物质铁、镍、钴以及铁氧体(又称铁淦氧)等都是构 成磁路的主要材料，它们的磁导率都比较大，且与所在磁场 的强弱以及该物质的磁状态的历史有关，其磁导率不是常量。 本节讨论铁磁物质的磁化过程。
铁磁物质的磁化性质一般由磁化曲线。磁路中的磁场是 由电流产生的。电流愈大，磁场强度就愈大。感应强度相当 于电流在真空中所产生的磁场和物质磁化后的附加磁场的叠 加，所以，曲线表明了物质的磁化效应。
《电路分析基础》
P37-7 第13章 磁路和铁心线圈
在国际单位制(SI)中，由后面介绍的安培环路定律可 知，磁场强度的单位是安/米，符号为A/m。
磁导率(permeability)是反映物质导磁能力或物质被磁 化能力的物理量。定义为
B H
它的单位在国际单位制中是亨/米，符号为H/m。为了 比较物质的导磁率，选用真空作为比较的基准。实验指出， 真空的导磁率是常数。把其它物质的磁导率与真空磁导率 的比称作该物质的相对磁导率。 大多数铁磁材料的磁导率不是常数，所以，在磁路中 磁场强度和磁感应强度的关系为非线性关系。 二、磁场的基本性质
Um Hl
大学物理第11章-恒定电流的磁场
根据对称性分析
B Bx dB sin
13
dB
0 Id l
4π r
2
Idl
R
r
*
dB
dB x
0 I cos dl
4π r2
o
x
P
x
cos R , r 2 R2 x2 r
0 IR cos d l B 2 l 4π r 4 π r3
//
// cosθ
sinθ
m 2π m R T qB qB
2πm 螺距 d // T cos qB
30
★ 安培力 安培力：磁场对载流导体的作用力。 安培定律：
dF Idl B
dF IdlB sin
0I
2 π r0
o
x
C
1
无限长载流长直导线的磁场
B
0I
2π r
⊙
电流与磁感强度成右螺旋关系
半无限长载流长直导线的磁场
1 / 2 2 π
BP
0I
4π r
I
o
r
*P
12
★ 圆形电流的磁场
Idl
B
r
dB
p *
o
R
B
x
0 Id l
4π r 2
I
dB
B dl 0 I
l ( L内)
电流 I 正负的规定 ： I 与 B 成右螺旋时， I 为正；反之为负. 静电场 稳恒磁场
E dl 0
l
保守力场 非保守力场