电磁学基本知识
第一章 电机中的电磁学基本知识
1.1 磁路的基本知识
1.1.1 电路与磁路
对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。
在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。
1.1.2 电机电器中的磁路
磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。
图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。
(a) (b) (c)
图1—1 几种常用电器的典型磁路
(a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路
1.1.3 电气设备中磁动势的产生
为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁
线圈中的电流i 称为励磁电流。若励磁电流为直流，磁路中的磁通是恒定的，不随时间变化，这种磁路称为直流磁路，直流电机的磁路属于这一类；若励磁电流为交流，磁路中的磁通是交变的，随时间变化，这种磁路称为交流磁路，交流电机、变压器的磁路属于这一类。
图 1—2 磁动势的产生和磁路欧姆定律
值得注意的是，除了电流产生磁场外，电机电器中还使用了大量的永久磁铁。而且随着科学技术的发展，永久磁铁的磁性将越来越强。可以预见永久磁铁将在电机电器中得到广泛的应用
1.2 磁场的基本知识
为了准确描述磁场的大小、方向及其性质，便于分析、计算和设计磁路，常用如下物理量描述磁场。
1.2.1 磁感应强度（磁通密度）B
描述磁场强弱及方向的物理量称为磁感应强度B 。为了形象地描绘磁场，往往采用磁感应线，常称为磁力线，磁力线是无头无尾的闭合曲线。图1—3中画出了直线电流及螺线管电流产生的磁力线。
(a) (b)
图1—3 电流磁场中的磁力线
(a) 直线电流； (b) 螺线管电流
磁力线的方向与产生它的电流方向满足右手螺旋关系，如图1—3(a)所示。
在国际单位制中，磁感应强度B 的单位为特（特斯拉），单位符号为T ，即2
11/T Wb m （韦伯/米2）。
1.2.2 磁通Φ
穿过某一截面S 的磁感应强度B 的通量，即穿过截面S 的磁力线根数称为磁感应通量，简称磁通。用Φ表示。即
??=Φs
dS B （1—1）
图1—4 均匀磁场中的磁通
在均匀磁场中，如果截面S 与B 垂直，如图1—4所示，则上式变为
BS Φ= 或 B S
Φ= （1—2） 式中，B 为磁通密度，简称磁密，S 为面积。
在国际单位制中，Φ的单位名称为韦（韦伯），单位符号Wb 。
1.2.3 磁场强度H
计算导磁物质中的磁场时，引入辅助物理量磁场强度H ，它与磁密B 的关系为
H B μ= （1—3）
式中，μ为导磁物质的磁导率。真空的磁导率为70410/H m μπ-=?。铁磁材料的0μμ>>，例如铸钢的μ约为0μ的1000倍，各种硅钢片的μ约为0μ的6000～7000倍。
国际单位制中，磁场强度H 的单位名称为安（安培）/米，单位符号/A m 。
1.3 电磁学的基本定律
1.3.1 安培环路定律——描述电流产生磁场的规律
凡导体中有电流流过时，就会产生与该载流导体相交链的磁通。在磁场中，沿任意一个闭合磁回路的磁场强度线积分等于该回路所交链的所有电流的代数和，即
l
Hdl i =∑?? （1—4） 式中，i ∑就是该磁路所包围的全电流。因此，式（1—4）也称全电流定律。
如图1—5所示，电流1i 、2i 、3i 产生的磁场，沿封闭曲线磁场强度满足S B
123l Hdl i i i =+-??。图1—5中，与磁力线（闭合回线）符合右手螺旋关系的取正号，反之取负号。
图1—5 安培环路定律
1.3.2 电磁感应定律——描述磁场产生电势的规律
当导体处于变化的磁场（磁通）中时，导体中会产生感应电势，这就是电磁感应现象。这个感应电势的大小和磁通随时间的变化率的负值成正比，这就是电磁感应定律。例如匝数为N 的线圈所交链的磁通为Φ，当该磁通随时间发生变化时，线圈产生的感应电动势为 d e N dt
Φ=- （1—5） 式（1—5）为电磁感应定律的数学描述。在电机学中，电磁感应现象有两个方面：
一、变压器电动势
图1—6为变压器电动势产生原理图。线圈1N 通入随时间而变的电流1i ，这时由1i 所产生的磁通Φ也随时间而变，磁通Φ沿导磁材料闭合。这时线圈1N 和2N 同时交链磁通Φ，从而在线圈1N 和2N 中都会感应电动势1e 和2e ，感应电动势的正方向如图1—6所示，其表达式如下
11d e N dt
Φ=- （1—6） 22
d e N dt Φ=- （1—7）
图1—6 变压器电动势
在此例中，由线圈1N 中电流1i 的变化而在自身线圈1N 感应的电动势1e 称为自感电动势，而由线圈1N 中电流1i 的变化在另一线圈2N 内感应的电动势2e 称为互感电动势。
感应电势还可以表示为磁链的方式，如式（1—6）和（1—7）可表示为11/e d dt
ψ=-和22/e d dt ψ=-，其中1ψ和2ψ为磁链，分别为Φ?=11N ψ、Φ?=22N ψ。
通常把单位电流产生的磁链定义为线圈的电感，用符号L 表示，单位为H ，亨（亨利）。于是有/L i ψ=。
二、旋转电动势
旋转电动势是由于线圈（或导体）和磁场之间存在的运动，使得线圈中的磁通发生变化，而产生电动势，所以称之为旋转电动势。如果线圈（或导体）所处的磁通密度B 为均匀磁密时，旋转电动势值的计算公式为：
e B v l =?? （1—8）
式中，v 为导体运动的线速度，单位为/m s ；B 为导体所处的磁通密度，单位为T ；l 为导体的有效长度，单位为m ；e 为导体中感应电动势，单位为V 。
旋转电动势方向由右手定则决定，即：伸开右手，使大拇指与其余四指互相垂直并在一个平面内，让磁力线穿过手心，大拇指指向导体相对于磁场的运动方向，则四指所指的方向为旋转电动势的方向。右手定则法如图1—7所示。
图1—7 确定旋转电动势方向的右手定则
1.3.3 毕—萨电磁力定律——描述电磁作用产生力的规律
载流导体在磁场中会受到力的作用，这种力是磁场与电流相互作用所产生的，故称为电磁力。若磁场与导体相互垂直，则作用在导体上的电磁力值为：
l i B f ??= （1—9）
式中，B 为导体所处的磁通密度，单位为T ；i 为导体中的电流，单位为A ；l 为导体在磁场中的有效长度，单位为m ；f 为作用在导体上的电磁力，单位为N m ?。
电磁力的方向可用图1—8所示的左手定则确定，即：伸开左手，大拇指与其余四指互相垂直，并保持在一个平面，让磁力线穿过手心，四指指向电流的方向，则大拇指所指的方向即为电磁力的方向。
图1—8 确定载流导体受力方向的左手定则
1.3.4 磁路欧姆定律
图1—2是一个单框铁心磁路的示意图。铁心上绕有N 匝线圈，通以电流i 产生的沿铁心闭合的主磁通Φ，沿空气闭合的漏磁通σΦ。设铁心截面积为S ，平均磁路长度为l ，铁磁材料的磁导率为μ(μ不是常数，随磁感应强度B 变化)。
假设漏磁通可以不考虑(即令0σΦ=，假设磁通全部通过铁心)，并且认为磁路l 上 的磁场强度H 处处相等，于是，根据全电流定律有
l
Hdl Hl Ni ==?? （1—10） 因μ/B H =，S B /Φ=，可得
/()m m F Ni F R l S μΦ=
==Λ 或m m Bl l F Ni Hl R S μ
μΦ====Φ=Φ=Λ （1—11）式中，Ni F =为磁动势，S l R m μ=为磁阻，l
S R m m μ==Λ1为磁导。 式（1—11）即所谓磁路欧姆定律，与电路欧姆定律相似。它表明，当磁阻m R 一定（即确定磁路情况下）磁动势F 越大，所激发的磁通量Φ也越大；当而磁动势F 一定时，磁阻m R 越大，则产生的磁通量Φ越小。在磁路中，磁阻m R 与磁导率μ成反比，空气的磁导率0μ远小于铁心的磁导率Fe μ，这表明漏磁路（空气隙）的R σ远大于铁心的m R ，故分析中可忽略漏磁通σΦ。
根据式（1—11）和/L i ψ=，有2/m L N i N =Φ=Λ。
1.3.5 磁路基尔霍夫第一定律
如果铁心不是一个简单的回路。而是带有并联分支的磁路，从而形成磁路的节点，则当忽略漏磁通时，在磁路任何一个节点处，磁通的代数和恒等于零，即
0∑Φ= （1—12）
式（1—12）与电路第一定律0i ∑=形式上相似，因此称为磁路的基尔霍夫第一定律，就是磁通连续性定律。若令流入节点的磁通定为(＋)。则流出该节点的磁通定为(－)。如图1—9封闭面处有：
0321=Φ-Φ+Φ
磁路基尔霍夫第一定律表明，进人或穿出任一封闭面的总磁通量的代数和等于零，或穿入任一封闭面的磁通量恒等于穿出该封闭面的磁通量。
图1—9 磁路欧姆定律
1.3.6 磁路基尔霍夫第二定律
工程应用中的磁路，其几何形状往往是比较复杂的，直接利用安培环路定律的积分形式进行计算有一定的困难。为此，在计算磁路时，要进行简化。简化的办法是把磁路分段，几何形状相同的分为一段，找出它的平均磁场强度，再乘上这段磁路的平均长度，求得该段的磁位降(也可理解为一段磁路所消耗的磁动势)。然后把各段磁路的磁位降相加，结果就是总磁动势，即沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁位降的总和。称为磁路基尔霍夫第二定律：
iN i l H
n k k ==∑∑1 （1—13）
式中，k H 为磁路里第k 段磁路的磁场强度(A ／m)；k l ─—第k 段磁路的平均长度(m )；iN 为作用在整个磁路上的磁动势，即全电流数(安匝)；N 为励磁线圈的匝数。
上式也可以理解为，消耗在任一闭合磁回路上的磁动势，等于该磁路所交链的全部电 流。
图1—10 磁路基尔霍夫第二定律
图1—10中所示磁路可分为两段，一段为铁磁材料组成的铁心，总长度为δ-+2122l l ，磁场强度为1H ；另一段为气隙，长度为δ，磁场强度为δH 。铁心上有两组线圈，一组线圈的电流为1i ，线圈的匝数为1N ；另一组线圈的电流为2i ，线圈的匝数为2N ，由磁路基尔霍夫第二定律可得：
2211211)22(N i N i H l l H +=+-+δδδ
1.4 铁磁材料
铁磁材料，一般是由铁或铁与钴、钨、镍、铝及其他金属的合金构成，迄今为止是最通用的磁性材料。虽然这些材料的性能差异很大，但决定其性能的基本现象却是共同的。
1.4.1 铁磁材料的磁化
研究发现，铁磁材料由许许多多的磁畴构成，每个磁畴相当于一个小永磁体，具有较强的磁矩，如图1—11所示。在未磁化的材料样品中，所有磁畴摆列杂乱，因此材料对外不显磁性，如图1—11（a ）所示。当外部磁场施加到这一材料时，磁畴就会沿施加的磁场方向转向，所有的磁畴平行，铁磁材料对外表现出磁性，如图1—11 (b)所示。因此，当外磁场加到铁磁材料时，铁磁材料产生比外部磁场单独作用所引起的磁场更强。随着外部磁场强度H 的增加，这一现象会继续，直到所有的磁矩沿施加的磁场排列，此时，磁畴将不再能使磁通密度B 增加，也就是说材料完全饱和。这也是铁磁材料的磁导率比非铁磁材料大的多的原因。
(a) (b)
图1—11 铁磁材料的磁化
(a) 未磁化； (b) 磁化
1.4.2 起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线
将一块没有磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度由零逐渐增大时，磁通密度将随之增
大，用)(H f B =描述的曲线称为是铁磁材料的起始磁化曲线，如图1—12所示。
图1—12 起始磁化曲线
图1—12可见，当磁场强度从零增大初期，磁密B 随磁场强度H 增加较慢(图中oa 段)，之后，磁密B 随H 的增加而增大加快（ab ）段，过了b 点，B 的增加减慢(bc 段)，最后为cd 段，又呈直线。其中a 称为跗点，b 点为膝点，c 点为饱和点。过了饱和点c ，铁磁材料的磁导率趋近于0μ。各种电机和变压器的主磁路中，为了获得较大的磁密，又不过分增大磁动势，通常把铁心内的工作点磁通密度选择在膝点附近。
若将铁磁材料进行周期性磁化，B 和H 之间的变化关系就会变成如图1—13中的abcdefa 所示形状。当H 开始从零增加到m H ，以后逐渐减小磁场强度H ，B 值将沿曲线ab 下降。当0H =时，B 值并不为零，而等于r B ，称为剩余磁通密度，简称剩磁。要使B 值从r B 减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力，用c H 表示。铁磁材料所具有的这种磁通密度B 的变化滞后于磁场强度H 变化的现象，叫做磁滞。呈现磁滞现象的B H -闭合回线，称为磁滞回线，见图1—13中的abcdefa 所示。 曲线段abcd 为磁滞回线下降分支，defa 为磁滞回线上升分支。
图1—13 铁磁材料的磁化特性
对于同一铁磁材料，选择不同的磁场强度m H 反复磁化时，可得出不同的磁滞回线，将各条磁滞回线的顶点连接起来，所得的曲线称为基本磁化曲线，或平均磁化曲线。起始磁化曲线与平均磁化曲线相差甚小。如图1—14的虚线所示。
图1—14 基本磁化曲线 铁磁材料，如铁、镍等的磁导率μ比空气的磁导率0μ大几千到几万倍。磁导率μ除了比0μ大得多外，还与磁场强度以及物质磁状态的历史有关，所以铁磁材料的μ不是一个常数。在工程计算时，不按μ/B H =进行计算，而是按铁磁材料的基本磁化曲线计算。 图1—15为电机中常用的硅钢片DR320、铸铁、铸钢的基本磁化曲线。
图1—15 电机中常用的基本磁化曲线
1.4.3 软磁材料和硬磁材料
磁滞回线较窄，剩磁r B 和矫顽力c H 都小的铁磁材料属于软磁材料，如硅钢片、铁镍合金、铁滏氧、铸钢等。这些材料磁导率较高，磁滞回线包围面积小，磁滞损耗小，多用于做电机、变压器的铁心。 磁滞回线较宽，剩磁r B 和矫顽力c H 都大的铁磁材料属于硬磁材料，如钨钢、钴钢、铝镍钴、铁氧体、钕铁硼等，硬磁材料主要用做永久磁铁。 导磁性能强，自己留的少
自己留的多，不宜当媒介
1.4.4 磁滞损耗和涡流损耗
一、 磁滞损耗
磁滞现象的产生是由于铁磁材料中的磁畴在外磁场作用下，发生移动和倒转时，彼此之间产生“摩擦”。由于这种“摩擦”的存在，当外磁场停止作用后，磁畴与外磁场方向一致的排列便被保留下，不能恢复原状，形成了磁滞现象和剩磁。
铁磁材料在交变磁场的作用下而反复磁化过程中，磁畴之间不停地互相摩擦，消耗能量，因此引起损耗。这种损耗称为磁滞损耗。磁滞回线面积越大，损耗越大。磁通密度最大值m B 越大时，磁滞回线面积也越大。试验表明，交变磁化时，磁滞损耗h P 与磁通的交变频率f 成正比，与磁通密度的幅值m B 的n 次方成正比，与铁心重量G 成正比，即
G fB C p n m h h = （1—14）
式中，h C 为磁滞损耗系数，对一般的电工用硅钢片，3.2~6.1=n 。由于硅钢片的磁滞回线面积较小，所以电机和变压器的铁心都采用硅钢片。
二、 涡流损耗
当通过铁心的磁通发生交变时，根据电磁感应定律，在铁心中将产生感应电动势，并引起环流。这些环流在铁心内部围绕磁通呈旋涡状流动，如图1—16所示，称为涡流。涡流在铁心中引起损耗，称为涡流损耗。
设涡流为e i ，涡流回路的电阻为e R ，涡流感应电动势为m e B f E ?∝，涡流损耗2222/m e e e e e B f R E R i p ?∝==，可见，频率越高，磁通密度越大，感应电动势就越大，涡流损耗也越大；铁心的电阻越小，涡流损耗就越小。对电工钢片，涡流损耗还与钢片厚度d 的平方成正比，经推导可知，涡流损耗为
G B f d C p n
m e e 22= （1—15）
式中，e C 为涡流损耗系数。可见，为了减小涡流损耗首先是减小钢片的厚度，所以电工钢片的厚度做成5.0~35.0毫米；其次是增加涡流回路的电阻，所以电工钢片中常加入4％左右的硅，变成硅钢片，用以提高电阻。
在电机和变压器中，通常把磁滞损耗和涡流损耗合在一起，称为铁心损耗简称铁耗。
图1—16 一片硅钢片中的涡流
对于一般的电工钢片，正常工作点的磁通密度B 为T B T m 8.11<<，铁心损耗可近似为
G B f C p p p m Fe e h Fe 23.1≈+= （1—16）
式中，Fe C 为铁心的损耗系数；G 为铁心重量。可见，铁心损耗与频率的1.3次方、磁通密度的平方、铁心重量成正比。
1.5 简单磁路及计算
1.5.1 直流磁路及计算
直流磁路计算有已知磁通Φ求磁动势F ，或己知磁动势F 求磁通Φ两类问题。直流电机的磁路计算属于第一类问题，所以我们主要介绍第一类问题的计算，然后简单介绍第二类问题。
已知磁通Φ求磁动势F 的计算步骤：
（1）将磁路进行分段，每一段磁路应是均匀的(即材料相同，截面相同)，算出各段的截面积S （单位为2m ），磁路的平均长度l （单位为m ）；
（2）根据已给定的磁通Φ (单位为Wb ) ，由B S =Φ/计算出各段的磁通密度(单位为T )；
对于分支磁路，给定的Φ只是某一支路的，因此往往要结合磁路基尔霍夫第一、第二定律，以确定另外各支路的磁通；
（3）根据各段的磁通密度B ，求出对应的磁场强度H (单位为/A m )。有两种类型：① 对铁磁材料，由相应的基本磁化曲线(或表格)从B 查出H 。② 对空气隙或非磁性间隙，由0/μB H =算出，其中m H /10470-?=πμ (真空磁导率)；
（4）根据各段的磁场强度H 和磁路段平均长度l ，计算各段磁压降Hl ；
（5）由磁路基尔霍夫第二定律，求出F IN =(单位为A)，并计算出线圈电流I 。如果F 是磁路磁场的源，线圈称为励磁线圈，算出的电流称为励磁电流。
将闭合磁路进行分段，分别求出各段磁路的磁压降，然后应用磁路基尔霍夫定律，将回路各段磁压降相加而得磁动势的方法，称为磁路的分段计算法。
对于磁路计算的第二类问题，即已知磁动势求磁通，常可用试探法，即先假定一个磁通量Φ，计算得F 。如果算出的F ，与给定的磁动势相等，则Φ就是所求，如果F 与给定的磁动势不等，则经分析决定Φ应增加还是减小后，再计算磁动势，直至相等为止。试探法也称逐次近似法，这种方法可用计算机求解。
[例1—1 ] 在图1—17 中，铁心用DR530叠成，它的截面积2
41042m S -??=，铁心的平均长度0.3Fe l m =，空气隙长度m 4105-?=δ，线圈的匝数3N =匝。试求产生磁
通Wb 4
104.10-?=Φ 时所需要的励磁磁动势IN 和励磁电流I 。考虑到气隙磁场的边缘效应，在计算气隙有效面积时，通常在长、宽方向各增加一个δ值。
图1—17 简单串联磁路
解: 铁心内磁通密度为 T m
Wb S B Fe 3.11042104.10244=???=Φ=-- 从图中DR530的磁化曲线查得，与铁心内磁通密度对应的m A H Fe /800=，
铁心段的磁位降 A m m A l H Fe Fe 2403.0/800=?= 空气隙的磁通密度442
10.410 1.2532.05 4.0510Wb B T S m δδ--Φ?===?? 空气隙的磁场强度5720 1.2539.97310/410B T H A m m
δ
δμπ-===?? 空气隙的磁位降 549.97310/510498.6H l A m m A δδ-=???=
励磁磁动势498.6240738.6Fe Fe F NI H l H l A δδ==+=+= 励磁电流738.6246.23
F A I A N =
== 1.5.2 交流磁路
在交流系统中，电压和磁通的波形非常接近于时间的正弦函数。采用闭合铁心磁路作为模型（即没有气隙）描述磁性材料稳态交流工作的励磁特性，如图1—18所示的磁路。磁路长度为l ，贯穿铁心长度的横截面积为S 。此外，假设铁心磁通Φ正弦变化，因此：
m m cos cos t B S t ωωΦ=Φ= （1—17） 式中，m Φ为铁心磁通的幅值；m B 为磁密的幅值；ω为角频率2f ωπ=，f 为电源频率。
从式1—6知，在N 匝绕组中感应的电势为：
m m sin 2sin d d e N N t fN t dt dt
ψωωπωΦ=-=-=Φ=Φ （1—18）
图1—18 简单磁路
i的波形不同于磁通的正弦波形。励磁电流由于铁心的磁化曲线的非线性，励磁电流
f
随时间变化的函数曲线，可以用作图法描绘出来，如图1—19所示。
(a) (b)
图1—19 励磁现象
(a) 电压、磁通及励磁电流； (b) 磁滞回线
在时刻't，磁通为'Φ而电流为'f i；在时刻''t，相应的值为''Φ和''f i。注意到，由于磁
Φ)；同滞回线是多值的，需要从磁滞回线的磁通上升段仔细选取上升磁通值(图1—19中'
Φ)。可见，磁滞回线样，磁滞回线的磁通下降段，必须选做求取下降磁通值(图1—19中''
由于饱和效应而变平，故励磁电流的波形为尖顶波。
励磁电流提供产生铁心磁通所需要的磁动势，部分能量作为损耗耗散，引起铁心发热，其余能量以无功功率出现。无功功率在铁心中不耗散，由励磁电源循环供给和吸收。
在直流磁路中，励磁电流是恒定的，在线圈和铁心中不会产生感应电动势，在一定的电压下，线圈中的电流决定于线圈本身的电阻R，磁路中没有损耗。在交流磁路中，由于磁通在变化，将产生两种损耗。第一是涡流损耗，第二是磁滞损耗。
1.6 永磁材料的应用
剩磁的意义在于，当没有外部励磁存在时，它也能在磁路中产生磁通。对用小磁体把
留言条贴在电冰箱上的人来说，这是一个很熟悉的现象。剩磁也广泛用在喇叭及永磁电机等装置中。
几种常用永磁材料的磁化特性如图1—20所示。铝镍钴5为一种广泛应用的铁、镍、铝及钴的合金。最初发现于1931年，其具有相对较大的剩余磁通密度。与铝镍钴5相比，铝镍钴8有较低的剩余磁通密度和较高的矫顽磁力，因此，比铝镍钴5更少去磁。铝镍钴合金的缺点是其有相对较低的矫顽磁力以及它的机械脆性。
陶瓷永磁材料用氧化铁及钡或碳酸锶粉末制成，比铝镍钴合金剩余磁通密度低，但矫顽磁力明显要高。因而，此类材料更少趋于去磁。在图中示出此类材料的一种，陶瓷7，其磁化特性几乎为一条直线。陶瓷体具有良好的机械性能，制造成本也不高，因而广泛用于许多永磁应用场合。
随着稀土永磁材料的发现，永磁材料技术从20世纪60年代开始取得了重大进步，其中以钐—钴为典型代表，从图1—20中看出，钐—钴具有像铝镍钴合金那样的高剩余磁通密度，而同时又有更高的矫顽磁力及最大磁能积。最新的稀土磁性材料是钕—铁—硼材料。它表现出比钐—钴更大的剩余磁通密度、矫顽磁力及最大磁能积。
永磁材料性能的一个有用的衡量标准称其为最大磁能积。这对应于最大B H -乘积max ()B H -，相应于在磁滞回线第二象限的一点。B 和H 的乘积具有能量密度的量纲(焦耳每立方米)。若永磁材料工作于该点，将使得在气隙中产生一定的磁通密度所需要的材料体积最小。因而，选取具有最大可利用的最大磁能积的材料，可使需要的磁体体积最小。
图1—20 常用永磁材料的磁化曲线
小结
本节对对电机学中遇到的电磁学的基本知识和基本定律做了一个简单的回顾。同时介绍了铁磁材料的基本知识。铁磁材料常常用来导向和集束磁场，形成磁路。因为铁磁材料的磁导率可以很大(达周围空间磁导率的好几万倍)，大部分磁通就被限制在精心设计的路径中，这一路径由磁性材料的几何形状决定。因而，在这些磁结构中磁场的求解，可以直截了当地用磁路分析方法来获得。不同铁磁材料的性能各异，一般而言，铁磁材料的特性为非线性，而其B —H 特性常常以磁滞回线族的形式表示。铁磁材料的损耗，指磁滞损耗及涡流损耗与磁通量、工作频率、材料成分和所采用的制造工艺有关。通常，材料制造商以曲线形式提供材料的重要特性供使用。
永磁材料，表现为较大的剩磁和矫顽磁力。永磁体不但在交流和直流电机中广泛应用。在许多小装置包括扬声器、麦克风及模拟电气仪表等也获得应用。
思考题
1．电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？
2．磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与那些因素有关？
3．变压器电势、运动电势（速率电势）、自感电势和互感电势产生的原因有什么不同？其大小与那些因素有关？
4．试比较磁路和电路的相似点和不同点。
5．什么是软磁材料? 什么是硬磁材料？
6．磁路的基本定律有哪些？
7．简述铁磁材料的磁化过程？
8．磁路计算的步骤是什么？
9．说明交流磁路与直流磁路的异同点。
习 题
1．用D23硅钢片(新型号为DR510—50)做成的环形磁路如图1—21所示，其平均长度cm l 70=，截面积26cm S =，计算：
(1) 设环中磁通Wb 4
105-?=Φ，线圈匝数10000=N 匝，需通入多大的电流？磁场强度H 为多大? 磁化曲线见表1—1所示。
(2) 当环中磁通时Φ=Φ21，电流1I 、1H 各为多少?
(3) 若在圆环上开一个cm 1=δ缺口时，Wb 4105-?=Φ时，电流2I 为多少?
图1—21 环形磁路
2． 对于图1—22所示的磁路，如果铁心用23D 硅钢片迭成，截面积S ＝4212.2510m -?，铁心的平均长度l ＝0.4m ，空气隙3105.0-?=δm ，线圈的匝数为600
匝，试求产生磁通Φ＝41011-?韦时所需的励磁磁势和励磁电流。
图1—22 简单磁路
3． 设有100匝长方形线圈，如图1—23所示，线圈的尺寸为a ＝0.1米，b ＝0.2米，线圈在均匀磁场中围绕着连接长边中点的轴线以均匀转速1000/min n r =旋转，均匀磁场的磁通密度2
0.8/B W m =。试写出线圈中感应电势的时间表达式，算出感应电势的最大值和有效值，并说明出现最大值时的位置。
图1—23 题1—3图
4． 设习题1—3中的磁场为一交变磁场，交变频率为50Hz ，磁场的最大磁通密度T B m 8.0=，计算：
（1） 设线圈不转动，线圈平面与磁力线垂直时，求线圈中感应电势的表达式？
（2） 设线圈不转动，线圈平面与磁力线成60度夹角，求线圈中感应电势的表达式？
（3） 设线圈以1000/min n r =的速度旋转，且当线圈平面垂直于磁力线时磁通达最大值，求线圈中感应电势的表达式，说明电势波形。
5． 线圈尺寸如图1—23所示，a ＝0.1m ，b ＝0.2m ，位于均匀恒定磁场中，磁通密度B ＝0.8T 。设线圈中通以10安电流，试求：
（1） 当线圈平面与磁力线垂直时，线圈各边受力多大？作用方向如何？作用在该线圈上的转矩多大？
（2） 当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边受力多大？作用方向如何？作用在该线圈上的转矩多大？
（3） 线圈受力后要转动，试求线圈在不同位置时转矩表达式？
表1—1 50Hz，O.5mm,D23 硅钢片磁化曲线表
B/T O 0.01 O.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 O.4 138 140 l42 144 146 148 150 152 154 156 0.5 158 160 162 164 166 169 171 174 176 178 0.6 181 184 186 189 191 194 197 200 203 206 0.7 210 213 216 220 224 228 232 236 240 245 0.8 250 255 260 265 270 276 281 287 293 299
0.9 306 313 319 326 333 341 349 357 365 374
1.0 383 392 401 411 422 433 444 456 467 480 1.1 493 507 521 536 552 568 584 600 616 633 1.2 652 672 694 716 738 762 786 810 836 862 1.3 890 920 950 980 1010 1050 1090 1130 1170 1210 1.4 1260 1310 1360 1420 1480 1550 1630 1710 1810 1910 1.5 2010 2120 2240 2370 2500 2670 2850 3040 3260 3510 1.6 3780 4070 4370 4680 5000 5340 5680 6040 6400 6780 1.7 7200 7640 8080 8540 9020 9500 10000 10500 11000 11600 1.8 12200 12800 13400 14000 14600 15200 15800 16500 17200 18000 磁场强度H单位是A/m
电学实验基础知识归纳
电学实验基础知识归纳 一．读数 1. 图甲为用螺旋测微器、图乙为用游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺测量工件的情况，请读出它们的读数．甲：读数为 mm ；乙：读数为 mm 2、万用电表的读数一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到 档。如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是 ，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图，则该电阻的阻值是______Ω。若将该表选择旋钮置于1 mA 挡测电流，表盘仍如所示，则被测电流为 mA 。 实验七：测定金属的电阻率 由于该实验中选用的被测电阻丝的电阻较小，所以测量电路应该选用伏安法中的电流表外接法。本实验对电压的调节范围没有特殊要求，被测电阻又较小，因此供电电路可以选用限流电路。 本实验通过的由于金属的电阻率随温度的升高而变大，因此实验中通电时间不能太长(每次记录数字时最好先断开电键)，电流也不宜太大(一般选择0.6A 量程的电流表)，以免电阻丝发热后电阻率发生较明显的变化。由于选用限流电路，为保护电表和电源，闭合电键开始实验前应该注意滑动片的位置，使滑动变阻器接入电路部分的电阻值最大。 1．实验目的 用伏安法测定金属的电阻率 2．实验原理：根据欧姆定律和电阻定律。S L R ρ==L R d 42π 3.实验电路图如图所示，请根据电路图连接实物，闭合电键前，滑动片应在 。
E r s Rx R 4.实验器材 毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、干电池（或学生电源）、电键及导线若干、待测金属丝。 4．实验步骤 ①用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d 的平均值. ②将金属丝两端固定在接线柱上，用最小刻度为毫米的米尺测量接入电路的金属丝长度L(即有效长度)。 ③根据电路图用导线把器材连好（保持电键断开状态），并把滑动变阻器的阻值调至最大。 ④电路经检查无误后，闭合电键S ，读出相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，断开电键S ，记录数据。 ⑤改变滑动变阻器滑动片的位置，闭合开关，读出相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，断开开关，记录数据。重复5-7次。 ⑥断开电键，S 拆去实验线路，整理好实验器材，求出电阻R 的平均值。 ⑦将测得的R ，L ，d 的值代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率. 6．注意事项 ①金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接人电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量。 ②用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测3次，再取平均值. ③接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，造成误差。 ④要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差。 ⑤伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接作出正确选择。 7.误差来源： ①测金属丝直径时出现的误差； ②测金属丝长度时出现的误差； ③电压表、电流表读数时出现的误差； ④电压表、电流表内阻对测量结果产生的误差； ⑤通电时间太长，电阻丝发热产生的误差；
高考物理最新电磁学知识点之磁场知识点总复习有解析
高考物理最新电磁学知识点之磁场知识点总复习有解析 一、选择题 1．如图所示，一根长为 的铝棒用两个劲度系数均为 的弹簧水平地悬挂在匀强磁场 中， 磁感应强度为 B ，方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流方向从左到右时，弹簧的长度 变化了 ，则下面说法正确的是（ ） A ．弹簧长度缩短了， B ．弹簧长度缩短了， C ．弹簧长度伸长了， D ．弹簧长度伸长了 ， 2．如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q (q >0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入 磁场区域，射入点与ab 的距离为 2 R .已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( ) A ． 2qBR m B ． qBR m C ． 32qBR m D ． 2qBR m 3．科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小I B k l ，式中常量k >0，I 为电流强度，l 为该点与导线的距离。如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流3I 和I （方向已在图中标出），其中a 、b 为两根足够长直导线连线的三等分点，O 为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是( )
A ．a 点和b 点的磁感应强度方向相同 B ．a 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度小 C ．b 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度大 D ．a 点和b 点的磁感应强度大小之比为5：7 4．如图所示，有abcd 四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a ＝m b ＜m c ＝m d ，以不等的速度v a ＜v b ＝v c ＜v d 进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B 2磁场，由此可判定( ) A ．射向P 1的是a 离子 B ．射向P 2的是b 离子 C ．射到A 1的是c 离子 D ．射到A 2的是d 离子 5．如图所示，边长为L 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F 1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F 2 。已知重力加速度为g ，则导线框的质量为 A ．2123F F g + B ．212 3F F g - C ．21F F g - D ．21 F F g + 6．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a 、b 两条导线长度均为l ，未通电流时，a 、b 处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。通电后，a 导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I ，则（ ） A ．该磁场是匀强磁场
电磁学基础知识
电磁学基础知识 电场 一、场强E （矢量，与q 无关） 1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m 方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝ 静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2 匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则 4．电场力（与q 有关） F ＝ 库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关） 1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V 说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关 5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能 需要解决的问题： ①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判） ③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号 2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面 ⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器 1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝ 3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝ 2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动 位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝ 速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线 1．器材： 2．纸顺序：从上向下
大学物理电磁学知识点总结
大学物理电磁学知识点总结 导读：就爱阅读网友为您分享以下“大学物理电磁学知识点总结”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 大学物理电磁学总结 一、三大定律库仑定律：在真空中，两个静止的点电荷q1 和q2 之间的静电相互作用力与这两个点电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。 uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er r ur u r 高斯定理：a) 静电场：Φ e = E d S = ∫ s ∑q i i ε0
（真空中） b) 稳恒磁场：Φ m = u u r r Bd S = 0 ∫ s 环路定理：a) 静电场的环路定理：b) 安培环路定理：二、对比总结电与磁 ∫ L ur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i （真空中） L 电磁学 静电场 稳恒磁场稳恒磁场
电场强度：E 磁感应强度：B 定义：B = ur ur F 定义：E = (N/C) q0 基本计算方法：1、点电荷电场强度：E = ur r u r dF （d F = Idl × B ）(T) Idl sin θ 方向：沿该点处静止小磁针的N 极指向。基本计算方法：ur q ur er 4πε 0 r 2 1 r ur u Idl × e r 0 r 1、毕奥-萨伐尔定律：d B = 2 4π r 2、连续分布的电流元的磁场强度： 2、电场强度叠加原理： ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1
r qi uu eri ∑ r2 i =1 i n r ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 2 3、安培环路定理（后面介绍） 4、通过磁通量解得（后面介绍） 3、连续分布电荷的电场强度： ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur ? dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 0 4、高斯定理（后面介绍） 5、通过电势解得（后面介绍） 几种常见的带电体的电场强度公式： 几种常见的磁感应强度公式：1、无限长直载流导线外：B = 2、圆电流圆心处：电流轴线上：B = ur 1、点电荷：E = q ur er 4πε 0 r 2 1
电磁学知识点总结
一、磁场 考点1、 磁场的基本概念 1. 磁体的周围存在磁场。 2. 电流的周围也存在磁场 3. 变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。 4. 磁场与电场一样,也就是一种特殊物质 5. 磁场不仅对磁极产生力的作用, 对电流也产生力的作用. 6. 磁场的方向——在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就就是那一点的磁场方向. 7. 磁现象的电本质:磁铁的磁场与电流的磁场一样,都就是由电荷的运动产生的. 考点2、 磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极或电流有磁场力的作用.(对磁极一定有力的作用;对电流只就是可能有力的作用,当电流与磁感线平行时不受磁场力作用)。 1. 磁极与磁极之间有磁场力的作用 2. 两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互吸引,当通以相反方向的电流时,它们相互排斥 3. 电流与电流之间,就像磁极与磁极之间一样,也会通过磁场发生相互作用. 4. 磁体或电流在其周围空间里产生磁场,而磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用. 5. 磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都就是通过磁场来传递的 考点3。磁感应强度(矢量) 1、在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的安培力F 安跟电流I 与导线长度L 的乘积IL 的比值叫做磁感应强度l I F B 安 =,(B ⊥L,LI 小) 2、磁感应强度的单位:特斯拉,简称特,国际符号就是T m A N 1T 1?= 3、磁感应强度的方向: 就就是磁场的方向. 小磁针静止时北极所指的方向,就就是那一点的磁场方向.磁感线上各点的切线方向就就是这点的磁场的方向.也就就是这点的磁感应强度的方向. 4、磁感应强度的叠加——类似于电场的叠加
电磁学基本知识
第一章 电机中的电磁学基本知识 1.1 磁路的基本知识 1.1.1 电路与磁路 对于电路系统来说，在电动势E 的作用下电流I 从E 的正极通过导体流向负极。构成一个完整的电路系统需要电动势、电导体，并可以形成电流。 在磁路系统中，也有一个磁动势F （类似于电路中的电势），在F 的作用下产生一个Φ（类似于电路中的电流），磁通Φ从磁动势的N 极通过一个通路（类似于电路中的导体）到S 极，这个通路就是磁路。由于铁磁材料磁导率比空气大几千倍，即空气磁阻比铁磁材料大几千倍，所以构成磁路的材料均使用导磁率高的铁磁材料。然而非铁磁物质，如空气也能通过磁通，这就造成铁磁材料构成磁路的周围空气中也必然会有磁通σΦ（，由于空气磁阻比铁磁材料大几千倍，因而σΦ比Φ小的多，σΦ常常被称为漏磁通，Φ称为主磁通。因此磁路问题比电路问题要复杂的多。 1.1.2 电机电器中的磁路 磁路系统广泛应用在电器设备之中，如变压器、电机、继电器等。并且在电机和某些电器的磁路中，一般还需要一段空气隙，或者说空气隙也是磁路的组成部分。 图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。图(a)是普通变压器的磁路，它全部由铁磁材料组成；图(b)是电磁继电器磁路，它除了铁磁材料外，还有一段空气隙。 图(c)表示电机的磁路，也是由铁磁材料和空气隙组成；图(b)是无分支的串联磁路，空气隙段和铁磁材料串联组成；图(a)是有分支的并联磁路。图中实（或虚）线表示磁通的路径。 (a) (b) (c) 图1—1 几种常用电器的典型磁路 (a) 普通变压器铁芯； (b) 电磁继电器常用铁芯； (c) 电机磁路 1.1.3 电气设备中磁动势的产生 为了产生较强的磁场，在一般电气设备中都使用电流产生磁场。电流产生磁场的方法是：把绕制好的N 匝线圈套装在铁心上，并在线圈内通入电流i ，这样在铁心和线圈周围的空间中就会形成磁场，其中大多数磁通通过铁心，称为主磁通Φ；小部分围绕线圈，称为漏磁通σΦ，如图1—2所示。套装在铁心上用于产生磁通的N 匝线圈称为励磁线圈，励磁
大一电磁学第三章知识点总结
第三章 总结一、电磁感应 （1）法拉第电磁感应定律： dt d 共同特征是面积变化或磁场变化 产生感应电动势的条件是：穿过回路的磁通量发生变化 对于多匝回路（2）楞次定律 第一种表述：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的 磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化． 第二种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因 感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 楞次定律本质上是能量守恒定律的反映 二、电动势 （1）动生电动势 磁场不变导体在磁场中运动s s d B dt d k dt d N dt d B V K
（2）感生电动势涡旋电场 导体不动，磁场变化而产生的电动势 涡旋电场（感生电场） 法拉第电磁感应定律 比较这是麦克斯韦方程组的一个， 核心是变化的磁场激发涡旋电场 感应加速器 电磁感应和相对运动 存在电场或存在磁场与观察者有关 动生电动势和感生电动势也是相对的 电磁场力是相对论不变的 三、互感和自感 1．互感、互感系数 自感、自感系数 全磁通与回路的电流成正比： 称L 为自感系数,简称自感或电感 物理意义：一个线圈中通有单位电流时，通过线圈自身的磁通链数，S d t B l d E S L S L S d j l d B 0S d t B l d E S L i B F V E Li
等于该线圈的自感系数。 由电磁感应定律，自感电动势 自感和互感的关系 2．电感的连接 顺接 反接3．自感磁能和互感磁能: （1）自感磁能 同理自感为L 的线圈,通有电流I 所储存的磁能应该等于这电流消失时自感电动势所做的功 （2）互感磁能 同理，先合开关k2使线圈2充电至I2，然后再合开关k1保持I2不变，给线圈 1 充电，得到储存在磁场中的总能量为：这两种通电方式的最后状态相同，dt di L dt d L 21L L k M M L L L 221M L L L 221L I L L W LI idt dt di L dq A 2021 L o I L L W LI di Li idt A 2212 1122 222 1112212121I I M I L I L W W W W m 1 2212 112 2221122121'I I M I L I L W W W W m M M M 2112
电学实验的基础知识
电学实验的基础知识 一、测量电路与控制电路的选择与设计 1．测量电路 (1)电流表的接法和外接法的比较 接法外接法电路图 误差原因电流表分压 U测＝Ux＋U A 电压表分流I测＝Ix＋I V 与真实值比较测量值大于真实值测量值小于真实值 适用条件R A<
流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表接法。 2．控制电路 (1)滑动变阻器的限流式接法和分压式接法 方式 内容 限流式接法 分压式接法 对比说明 两种接法电 路图 串、并联关系不同 负载R 上电压调节范围 RE R ＋R ab ≤U ≤E 0≤U ≤E 分压电路调节范围 大 (2)必须选用分压式的“3种情况” ①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，既若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法。 ②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压式接法。
③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法。 二、练习 1.[测量电路的选择]在伏安法测电阻的实验中，待测电阻R X约为200Ω，电压表的阻约为2kΩ，电流表的阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图1(a)或(b)所示，结果由公式R=U/I计算得出，式中U与1分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 (填Rx1或Rx2)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。 2．[控制电路的选择]有一个电阻Rx，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值。可供选择的电路如图5。可供选择的器材是： A．电动势4.5 V、阻不计的电源E B．量程为15 V、阻10 kΩ的电压表V1
《电磁学基本知识》word版
三、电磁学 【电磁学】电学与磁学的统称，是物理学中的一个重要部门。研究电磁现象的规律和应用的科学。研究对象包括静电现象、磁现象、电流现象、电磁感应、电磁辐射和电磁场等。磁现象和电现象本质上是紧密联系在一起的，变化的磁场能够激发电场，变化的电场也能够激发磁场。它是电工学和无线电电子学的基础。 【电】人类在很早以前就知道琥珀摩擦后，具有吸引稻草片或羽毛屑等轻小物体的特性。物体具有吸引其它物体的这种性质叫做“物体带电”或称“物体有了电荷”，并认识到电有正负两种；同性相斥，异性相吸。当时并不知道电是实物的一种属性，认为电是附着在物体上的，因而把它称为电荷，并把具有这种斥力或引力的物体称为带电体。习惯上经常也把带电体本身简称为电荷。近代科学证明；构成实物的许多基本粒子都是带电的，如质子带正电，电子带负电，质子和电子具有的绝对电量是相等的，是电量的最小单位。一切物质都是由大量原子构成，原子又是由带正电的原子核和带负电的电于组成。通常，同一个原子中的正负电量相等，因此在正常情况下表现为中性的或不带电的。若由于某些原因（如摩擦、受热或化学变化等）而失去一部分电子，就带正电，若得到额外的电子时，就带负电。用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒就失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电。 【摩擦起电】两种不同物体相互摩擦后，分别带有正电和负电的现象。其原因是，当物体相互摩擦时电子由一个物体转移到另一个物体上，因此原来两个不带电的物体因摩擦而带电，它们所带的电量数值上相等，电性上相异。 【静电感应】在带电体附近的导体，受带电体的影响在其表面的不同部分出现正负电荷的现象叫作“静电感应”。因为，在带电体电场作用下，导体中的自由电子进行重新分布，造成导体内的电场随之而变化，直到抵消了带电体电场的影响，使它的强度减小到零为止。结果靠近带电体的一端出现与带电体异号的电荷，另一端出现与带电体同号的电荷。如果导体原来不带电，则两端带电数量相等；如果导体原来带电，则两端电量的代数和应与导体原带电量相等。在带电体附近的导体因静电感应而表面出现电荷的现象称为“感生电荷”。 【电荷守恒定律】在任何物理过程中，各个物体的电荷可以改变，但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数和是守恒的，也就是说：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。例如中性物体互相摩擦而带电时，两物体带电量的代数和仍然是零。这就是电荷守恒定律。 【库仑定律】表述两个静止点电荷间相互作用力的定律。是法国物理学家库仑于1785年发现的。概述为：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小和它们的电量Q
电磁学知识点总结.
磁现象 知识点1 简单的磁现象 1．磁体任何磁体都具有两个磁极（N、S极）．磁极间的相互作用规律是：同名磁极互相排斥，异名 磁极互相吸引． （1）磁体具有吸铁性（能吸引铁、钴、镍等物质）和指向性（受地磁的影响）． （2）磁体上磁极的磁性最强． 2．磁场磁体周围空间存在着磁场，磁场具有方向性．磁场基本性质：对放入其中的磁体具有磁力的 作用． （1）磁场看不见，摸不着，但它是客观存在的，可以通过一些现象来认识．例如：将一磁铁靠近一 静止的小磁针，小磁针就会发生偏转，拿开磁铁，小磁针静止后又恢复原来的指向． （2）磁场的方向可由小磁针静止时的指向来表现：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极的指向就 是该点的磁场方向． 3．磁感线是为形象描述磁场而画出的一些有方向的假想的曲线，磁感线上的任何一点的曲线方向都 跟放在该点的小磁针N极所指的方向一致．磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极；磁体内部的磁感线由磁体S极指向N极；磁感线是一些闭合的曲线，任何两条磁感线不能相交；磁感线 在磁体周围空间是立体分布的，越密集的地方表示磁性越强． 4．地磁场 地球本身是一个巨大的磁体．在地球周围的空间里存在着磁场，这个磁场叫做地磁场． 地球两极跟地磁两极并不重合．地磁的北极在地球南极附近，地磁的南极在地球的北极附近．水平放 置的磁针的指向跟地球子午线间的交角叫做磁偏角．世界上第一个清楚而又准确地论述磁偏角的是我 国宋代的科学家沈括． 【例1】将挂着铁球的弹簧测力计在水平放置的条形磁铁上自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数 将． 【例2】弹簧秤下悬挂一条形磁铁．使弹簧沿着水平放置的大条形磁铁从左端极 开始，向右端极处逐渐移动时，弹簧秤示数将（） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【例1】如图所示，小磁针处于静止状态，请在图中甲、乙处标出磁极极性（用"或S表示）并画出磁感线（每个磁极画两条） 【例1】重为10N，边长为5cm的正方形磁铁吸附在铁板上，磁铁与铁板间的吸引力为15N，把它按图a放置，磁铁对铁板的压强是 Pa；按照图b那样放置，磁铁（在上）对铁板的压强是 Pa；按图c那样放置，磁铁（在下）对铁板的压强是 Pa．
电学实验考点归纳总结
高中物理选修3-1电学实验考点归纳总结 一、电路设计或器材选择原则 1、安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 2、准确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 3、便于调节：实验应当便于操作，便于读数。 二、内、外接法的选择 1、外接法与外接法对比 2、内、外接法的确定方法： ①将待测电阻与表头内阻比较 R R V x x x A R R R >?? 为小电阻 外接法 R R V x x x A R R R ??＜ 为大电阻 内接法 ②试触法 触头P 分别接触A 、B 电压表示数变化大?电流表分压作用大?外接法 电流表示数变化大?电压表分流作用大?内接法 三、分压、限流接法的选择 1 ．两种接法及对比 限流接法 分压接法 电路图 电压调节范围 x x ER R x U E R ≤≤+ 0x U E ≤≤ 电路消耗总功率 x EI ()x ap E I I + 闭合K 前 滑动头在最右端 滑动头在最右端
2．选择方法及依据 ①从节能角度考虑，能用限流不用分压。 ②下列情况必须用分压接法 A．调节（测量）要求从零开始，或要求大范围测量。 B．变阻器阻值比待测对象小得多（若用限流，调不动或调节范围很小）。 C．用限流，电路中最小的电压（或电流）仍超过用电器的额定值或仪表量程。 四、实物图连接的注意事项和基本方法 ⑴注意事项： ①连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。 ②各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。 ③对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。 ⑵基本方法： ①画出实验电路图。 ②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。 ③画线连接各元件。(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。 一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。 五、电学实验 （1)描绘小电珠的伏安特性曲线 器材：电源(4-6v)、直流电压表、直流电流表、滑动变阻器、小灯泡(4v,0.6A 3.8V,0.3A）灯座、单刀开关，导线若干 注意事项: ①因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。 ②灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压(电压变化范围大)。所以滑动变阻器必须选用分压接法。 在上面实物图中应该选用上面右面的那个图， ③若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。 ④小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，且在低电压时温度随电压变化比较明显,因此在低电压区域 内,电压电流应多取几组,所以得出的U-I曲线不是直线。 为了反映这一变化过程，说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。） ⑤开始时滑动触头应该位于最小分压端（使小灯泡两端的电压为零）。 （2)练习使用多用电表 [实验步骤] 1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“－”插孔。2．选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。 3．短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。 4．测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。 5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。 6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 [注意事项] 1．每次换档必须重新电阻调零。 2．选择合适的倍率档，使指针在中值电阻附近时误差较小。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改
电磁场理论知识点总结
电磁场与电磁波总结 第1章 场论初步 一、矢量代数 A ? B =AB cos θ A B ?=AB e AB sin θ A ?( B ? C ) = B ?(C ?A ) = C ?(A ?B ) A ? (B ?C ) = B (A ?C ) – C ?(A ?B ) 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元 x y z =++l e e e d x y z 矢量面元 =++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元 d V = dx dy dz 单位矢量的关系 ?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元 =++l e e e z d d d d z ρ?ρρ?l 矢量面元 =+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元 dV = ρ d ρ d ? d z 单位矢量的关系 ?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρρ? 3. 球坐标系 矢量线元 d l = e r d r + e θ r d θ + e ? r sin θ d ? 矢量面元 d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元 dv = r 2sin θ d r d θ d ? 单位矢量的关系 ?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ cos sin 0sin cos 0 001x r y z z A A A A A A ????????????=-?? ????????????????????? sin cos sin sin cos cos cos cos sin sin sin cos 0x r y z A A A A A A ???? ?????? ? ?=-????????????-?????? θ?θ?θ? θθ?θ?θ?? sin 0cos cos 0sin 0 10r r z A A A A A A ???? ?????? ??=-???????????????? ??θ??θθθθ 三、矢量场的散度和旋度
高中物理电磁学知识点
二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：221r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = ×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电 =?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量：
20 2 2022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y ==θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变 （二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2121R R U U =，U R R R U 2 111+= 功率分配 2121R R P P =，P R R R P 2 111+= 4、并联电路总电阻： 3 211111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 1221I R I R =，I 1=I R R R 2 12+ S l R ρ =
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题及解析 一、选择题 1．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（） A．M带正电，N带负电 B．M的速度率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间等于N的运行时间 2．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则() A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1 C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1 3．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（） A．该束粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q m 越小
4．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（） A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比 B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向 C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关 D．磁感线越密，磁感应强度越大 5．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么 A． 12IB enb ?? -=B． 12IB enb ?? -=- C． 12 IB ena ?? -=D． 12 IB ena ?? -=- 6．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（） A．粒子带正电荷 B．粒子分裂前运动速度大小为REB g C．粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向 D．粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R 7．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平 面（未画出）。一群比荷为q m 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离子重力不计。则下列说法正确的是（）
电磁学基础知识
电磁学基础知识 一、学习目的 1．掌握电场和磁场的相关基础知识 2．熟练解决带电粒子在电场、磁场及复合场运动的相关问题 3．熟练运用闭合电路欧姆定律解决电路问题 4．能够运用法拉第电磁感应定律解决电磁感应的相关问题 二、活动内容： 活动一、回忆电场和磁场的相关内容，完成下列题目 例1．如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD ，对角线AC 与两点电荷连线重合，两对角线交点O 恰为电荷连线的中点。下列说法中正确的是（ ） A ．A 点的电场强度大于B 点的电场强度且两点电场强度方向不同 B ．B 、D 两点的电场强度及电势均相同 C ．一电子由B 点沿B→C→ D 路径移至D 点，电势能先减小后增大 D ．一质子由C 点沿C→O→A 路径移至A 点，电场力对其先做负功后做正功 例2．将两个分别带有电荷量-2Q 和+5Q 的相同金属小球 A 、 B 分别固定在相距为r 的两处（均可视为点电荷），它们间库仑力的大小为 F ．现将第三个与 A 、 B 两小球完全相同的不带电小球 C 先后与A 、 B 相互接触后拿走， A 、 B 间距离保持不变，则两球间库仑力的大小为（ ） A ．F B ．51 F C ．F 109 D ．F 41 例3．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是 （ ） 小结： + — O A B C D
活动二、回顾带电粒子在电场、磁场及重力场中的运动情况，综合解决带电粒子在复合场中的运动，完成下列题目 例4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分 是两个D 形金属盒，两盒相距很近，接高频交流电源，两盒间的窄缝中 形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面．带电粒子 在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆 周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核 （31H ）和α粒子（42He ），比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得 的最大动能的大小，有 （ ） A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 例5．如图所示，质量为m 、电荷量为e 的质子以某一初速度从坐标原点O 沿x 轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y 轴向上的匀强电场时，质子通过P （d ，d ）点时的动能为k E 5；若场区仅存在垂直于xoy 平面的匀强磁场时，质子也能通过P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ，则 下列说法中正确的是（ ） A. ed E E k 3= B. ed E E k 5= C. ed mE B k = D. ed mE B k 2= 小结： 活动三、回忆闭合电路欧姆定律，分析电路，完成下列题目 例6．如图所示，L 1、L 2、L 3为三个相同的灯泡。在变阻器R 的滑片P 向上移动过程中，下列判断中正确的是（ ） A ．L 1变亮，L 3变暗 B ．L 2变暗，L 3变亮 C ．L 1中电流变化量大于L 3中电流变化量 D ．L 1中电流变化量小于L 2中电流变化量 L 3 L 1 L 2 R P E r
初中电磁学知识点总结
初中物理电磁学知识点总结 1、电路：把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。 2、通路：处处接通的电路；开路：断开的电路；短路：将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。 3、电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流) 4、电流的方向:从电源正极流向负极. 5、电源:能提供持续电流(或电压)的装置. 6、电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能转化为电能.发电机则由机械能转化为电能. 7、在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。 8、有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合. 9、导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等.导体导电的原因：导体中有自由移动的电荷； 10、绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等. 原因：缺少自由移动的电荷 11、电流表的使用规则:①电流表要串联在电路中;②电流要从"+"接线柱流入,从"-"接线柱流出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上.实验室中常用的电流表有两个量程:①0～0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0～3安,每小格表示的电流值是0.1安. 12、电压是使电路中形成电流的原因,国际单位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV). 1千伏=1000伏=1000000毫伏. 13、电压表的使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从"+"接线柱流入,从"-"接线柱流出;③被测电压不要超过电压表的量程;实验室常用电压表有两个量程:①0～3伏,每小格表示的电压值是0.1伏; ②0～15伏,每小格表示的电压值是0.5伏. 14、熟记的电压值:①1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏;⑤工业电压380伏. 15、电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用.国际单位:欧姆(Ω);常用:兆欧(MΩ),千欧(KΩ);1兆欧=1000千欧; 1千欧=1000欧. 16、决定电阻大小的因素:材料,长度,横截面积和温度 17、滑动变阻器: A. 原理:改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的. B. 作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压. C. 正确使用:a,应串联在电路中使用;b,接线要"一上一下";c,闭合开关前应把阻值调至最大的地方. 18、欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.公式:I=U/R.公式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω). 19、电功的单位：焦耳，简称焦，符号J；日常生活中常用千瓦时为电功的单位，俗称“度”符号kw.h 1度=1kw.h=1000w×3600s=3.6×106J 20．电能表是测量一段时间内消耗的电能多少的仪器。A、“220V”是指这个电能表应该在220V的电路中使用；B、“10（20）A” 指这个电能表长时间工作允许通过的最大电流为10安，在短时间内最大电流不超过20安；C、“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；D、“600revs/KWh”指这个电能表的每消耗一千瓦时的电能，转盘转过600转。 21．电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒). 22、电功率(P):表示电流做功的快慢的物理量.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦（KW）公式:P=W/t=UI
五大电磁学知识点
五大电磁学知识点 一、电场 1.两种电荷-----（1）自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷. （2）电荷守恒定律: 2.★库仑定律 （1）内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上. （2）公式： （3）适用条件:真空中的点电荷. 点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少. 3.电场强度、电场线 （1）电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性. （2）电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式: E=F/q方向:正电荷在该点受力方向. （3）电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷（或无穷远处），终止于负电荷（或无穷远处）;②电场线的疏密反映电场的强弱; ③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹. （4）匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线. （5）电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和. 4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功W AB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:U AB=W AB /q 电势差有正负:U AB=-U BA，一般常取绝对值，写成U. 5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差. （1）电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关（通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势）.因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.（2）沿着电场线的方向，电势越来越低. 6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处（电势为零处）电场力所做的功ε=qU 7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.