我們都知道自然界中能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的物體被稱(chēng)為磁鐵。磁鐵具有南(S)極和北(N)極,磁鐵端部磁性最強(qiáng),中央部分磁體較弱。且相同極性相互排斥,異極性相互吸引等性質(zhì),這些想象大家小時(shí)候玩磁鐵的時(shí)候已經(jīng)有所了解,而下面就講講磁鐵磁場(chǎng)的特征及電流磁場(chǎng)的方向等。
磁場(chǎng)特征我們這里先以大家熟悉的磁鐵來(lái)了解一下磁場(chǎng)的特征。在磁鐵周?chē)目臻g中存在一種特殊的物質(zhì),它能表現(xiàn)一種力的作用,這一特殊物質(zhì)就是磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的大小強(qiáng)弱和方向可以用假象的磁力線(xiàn)來(lái)描繪,如右圖所示。就如圖中所描述的那樣,磁場(chǎng)磁力線(xiàn)有以下特征:
- 磁力線(xiàn)是有方向的,在磁鐵外部磁力線(xiàn)的方向是有N(北)極出發(fā)再回到S(南)極,而在磁鐵內(nèi)部,方向是S極指向N極。
- 磁力線(xiàn)的疏密表示了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向?yàn)楦狞c(diǎn)切線(xiàn)方向。
- 磁力線(xiàn)總是閉合的。
- 磁力線(xiàn)互不相交,而且有相互排斥的特點(diǎn)。
但是,我們都知道磁鐵并不是磁場(chǎng)的唯一來(lái)源,當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的時(shí)候,也會(huì)在導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。
磁場(chǎng)方向(右手定則)
對(duì)于電流所長(zhǎng)生的磁場(chǎng),實(shí)驗(yàn)和理論均已證明,磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān);電流越大,產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng),磁場(chǎng)的方向則取決于電流的方向,一般用右手定則(也稱(chēng)安倍定則、右手螺旋定則、安培右手定則)辨別通電導(dǎo)線(xiàn)的電流方向及其長(zhǎng)生的磁場(chǎng)方向。下面就詳細(xì)介紹用右手定則辨別幾種常見(jiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)磁場(chǎng)方向的方法。
如右圖(a)所示為通電指導(dǎo)線(xiàn),利用安培右手定則來(lái)判別其磁場(chǎng)方向的方式是:
先將右手握住指導(dǎo)線(xiàn),使大拇指方向與導(dǎo)線(xiàn)中電流方向一致,則趨于四個(gè)手指的指向就表示磁場(chǎng)方向。
如果用磁力線(xiàn)表示導(dǎo)線(xiàn)電流的磁場(chǎng),根據(jù)右手法則,通電直導(dǎo)線(xiàn)的磁力線(xiàn)就是以導(dǎo)線(xiàn)為中心的一組同心圓,如圖(b)所示。
對(duì)于通電的螺旋管,則與通電直導(dǎo)線(xiàn)情況相反,此時(shí)萬(wàn)物的四個(gè)手指指向表示電流方向,而拇指指向就表示螺旋管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向(如下圖所示):
為了討論問(wèn)題方便,常常上右圖所示的符號(hào)(圓中間一個(gè)×)表示導(dǎo)體中電流的方向是垂直紙面向里,用⊙表示電流方向是垂直紙面向外(我們可以把他比作一直弓箭,弓箭尾部是羽毛×,弓箭頭看起來(lái)是一個(gè)點(diǎn),所以看到點(diǎn)就是垂直紙面向外,看到尾部的×就說(shuō)明方向是向里了)。