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    1. 实验过程

  1820年4月,有一次晚上讲座,奥斯特演示了电流的磁效应实验. 他把导线的一端和伽伐尼电池的正极连接,导线沿南北方向平行地放在小磁针的上方,当导线的另一端连到负极时,磁针立即指向东西方向. 把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导体和磁针之间,甚至把小磁针浸在盛水的铜盒子里,磁针照样偏转. 若把导线放在磁针的下面,小磁针就向相反的方向偏转;如果导线水平地沿东西方向放置,这时,无论将导线放在磁针的上面还是下面,磁针始终保持静止. 如图2-55所示.

                

  这个实验的重大意义在于它证明了电和磁能相互转化,说明不仅磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,为将来的电磁学的发展打下了基础.

  2. 相关知识

  (1) 地磁场:地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近;地磁场B沿经线方向的分量都是由地理南极指向地理北极,而垂直于地面的分量则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下. 如图2-56所示.

              

  (2) 几种典型的磁感线分布如下图所示.

   ① 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:

    
  ② 直线电流的磁场:

   
  ③ 通电螺线管的磁场:

        

  (3) 磁场的方向:小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.

    难点突破:

    导线南北放置的原因:在本实验中,导线若东西放置,则看不到小磁针的偏转现象. 若导线南北放置,当磁针附近有电流通过时,磁场除受地磁场Be的作用,还受到电流磁场B作用. B的方向可由通电直导线周围的磁感线分布知道,是一组以导线为圆心的同心圆,所以,当导线南北放置时,电流产生的磁场B是东西方向的,此时,磁针应静止在BeB的合磁场方向上,如图2-60小磁针的N极就会从原来指向地理北极的方向转向合磁场方向,即发生偏转角度θ的情况. 因为BBe是垂直的,所以磁针的偏转角度θ是可求的,tanθ=.                

    例题2-23 当导线中有电流通过时,图2-61中的小磁针的N极向纸内偏转的是(  )

  

     A. 小磁针ab     B. 小磁针bc
     C. 小磁针cd     D. 小磁针da



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