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發(fā)表時(shí)間:2011-2-16 14:29:05 IP:127.0.0.1 |
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主題:電磁鐵磁場(chǎng)方向的判斷 |
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電磁鐵的磁場(chǎng)方向可以用安培定則來判斷。
安培定則是表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線方向間關(guān)系的定則，也叫右手螺旋定則。
(1)通電直導(dǎo)線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流方向，四指指向通電直導(dǎo)線周圍磁力線方向。
(2)通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極
性質(zhì)
直線電流的安培定則對(duì)一小段直線電流也適用。環(huán)形電流可看成許多小段直線電流組成，對(duì)每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環(huán)形電流中心軸線上磁感強(qiáng)度的方向。疊加起來就得到環(huán)形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的，環(huán)形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導(dǎo)出直線電流的安培定則對(duì)電荷作直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也適用，這時(shí)電流方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。
歷史
在奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其他一系列實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下 ，安培認(rèn)識(shí)到磁現(xiàn)象的本質(zhì)是電流 ，把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結(jié)為電流之間的相互作用，提出了尋找電流元相互作用規(guī)律的基本問題。為了克服孤立電流元無法直接測(cè)量的困難 ，安培精心設(shè)計(jì)了4個(gè)示零實(shí)驗(yàn)并伴以縝密的理論分析，得出了結(jié)果。但由于安培對(duì)電磁作用持超距作用觀念，曾在理論分析中強(qiáng)加了兩電流元之間作用力沿連線的假設(shè)，期望遵守牛頓第三定律，使結(jié)論有誤。上述公式是拋棄錯(cuò)誤的作用力沿連線的假設(shè)，經(jīng)修正后的結(jié)果。應(yīng)按近距作用觀點(diǎn)理解為，電流元產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)其中的另一電流元施以作用力。
意義
安培定律與庫侖定律相當(dāng)，是磁作用的基本實(shí)驗(yàn)定律 ，它決定了磁場(chǎng)的性質(zhì)，提供了計(jì)算電流相互作用的途徑。
安培力公式
電流元I1dι 對(duì)相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為：
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是電流的方向；γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι（即上述I1dι ）在γ（即上述γ12）處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl（即上述I2dι2）在磁場(chǎng)B中受到的作用力df（即上述df12）為：
df = Idι × B
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