磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)

磁场并不仅仅存在于磁铁的周围,在电流的周围同样有磁场的产生。在19世纪初,丹麦物理学家奥斯特在给学生上课时,将一个小磁针平行的放在了一段通了电的导体下方,这时,小磁针却在没有任何可见外力的作用下而发生了 偏转的现象。这个偶然的发现,使电与磁将其紧密的联系起来了,从此开创了一个专门的学科,即电磁学。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(1)

也许有人会问,为什么看到小磁针发生了偏转就断定电流能够产生磁场呢?根据自然界中的现象,同种磁极相互排斥,异种磁极相互吸引的规律可得,要是小磁针在没有可见外力作用下发生偏转,那么通电导体的周围就必定存在着磁场,在奥斯特等人的不断研究下,终于证实了电流是可以产生磁场的依据的。例如现在的电磁控制阀就是利用这个原理来制成的。那么,电流产生的磁场的方向是怎么样的呢?

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(2)

我们知道,自然界中的磁极只有两个,即北磁极N与南磁极S,在磁场的外部,磁场线总是由北磁极N出发而指向南磁极S的,在磁场的内部,磁场线总是由南磁极S指向北磁极N的,引入了磁场线后,我们就可以大致的判断出电流产生的磁场方向了。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(3)

在一段通了电的导体周围有磁场的产生,导体内部电流产生的磁场方向用安培定则即可判断,伸出右手,大拇指直向直导体中电流的流向,然后握住导体,那么右手握住的方向即为导体中电流产生的磁场方向。电流的方向相反时,磁场的方向也相反。这个理论依据完全可以用小磁针来加以应正。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(4)

在生活中,并不是所有的电流都是直线行驶的,有些电流在导体中就是曲线行驶的。那么,在环形导体中,电流产生的磁场方向又是如何的呢?这时,也可以借助安培定则来加以判断,伸出右手,首先判断电流的方向,然后用四指去顺着环形电流的方向握住导体,接着右手大拇指的指向即为环形电流中心轴线上磁场线的方向,大拇指的指向即为通电环形线圈产生的磁场的N极。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(5)

而在通电的螺旋线圈中产生的磁场,也是先伸出右手,然后四指握住螺旋线圈中电流的反向,那么大拇指的指向即为通电螺旋线圈产生磁场的N极方向,在通电螺旋线圈的外部,其磁场线的分布与条形磁铁产生的磁场类似,在它的内部,其磁场线是由S极指向N极的。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(6)

也许有人还会问,既然自然界中不存在单磁极的物质,那么通电直导线所形成的环形磁场的N、S极又该如何确定呢?由于通电直导线所形成的磁场为封闭的环形磁场,且磁场线是垂直于导体的,如果说这个导体足够粗,假定导体的左边为磁场的进口,假定为环形磁场的N极,在导体的右边那就是磁场的出口,假定为S极。

磁场方向用左手判断还是右手判断(普通人的右手用来拿筷子)(7)

也就是说,在导体的背部,N极的磁场线是通向S极的,这跟自然界中磁场的分布是一样的,但是在导体的前面,磁场线却是从S极指向N极的,这很显然违背了自然界磁场分布的状况。故而,环形磁场形成的N极与S极的界限是很模糊的。

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