四、电流的磁场

? 把电路接通，导线里就有了电流．这是大家都熟悉的电现象．把小磁针放在磁场里，小磁针会发生偏转．这是刚刚讲过的磁现象．这两种现象表面上看起来互不相关，它们之间会有什么联系吗？

奥斯特的实验 如图 11—12 所示，将一根导线平行地拉在静止小磁针的上方，观察导线通电时小磁针是否偏转．改变电流方向，再观察一次．

实验表明，导线通电时磁针发生偏转；切断电流时磁针又回到原位．这说明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场，即电流的磁场；正是电流的磁场使磁针发生偏转．这种现象叫做电流的磁效应．

■图 11—12 奥斯特实验

实验还表明，电流方向改变了，磁针的偏转方向也相反．这说明电流的磁场方向跟电流方向有关．

在历史上，人们对电现象和磁现象的研究是分别进行的，在相当长的时间里都认为电和磁是互不相关的两件事．19 世纪初，一些哲学家和科学家开始认为自然界各种现象之间应该是互相有联系的．基于这种思想，丹麦物理学家奥斯特用实验方法来寻找电和磁之间的联系．起初他的实验都失败了．直到 1820 年 4 月的一天，他在课堂上演示物理实验时，有一次把导线平行地放在磁针上面通电，磁针发生偏转．当时并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，看到这个现象后非常兴奋．他紧紧抓住这个现象，又继续做了几十个不同的实验，终于成为第一个发现电与磁之间的联系的人而载入史册．

通电螺线管的磁场 奥斯特的发现激发了科学家的探索热情．他们让电流通过弯成各种形状的导线，研究电流的磁场，其中有一种是后来用处最大的，那就是把导线绕成螺线管再通电．通电螺线管的磁场是什么样的呢？

■图 11—13 通电螺线管的磁场

实验 如图 11—13 所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑．通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况．改变电流方向，再观察一次．

实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样．通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，它们的极性可以从实验中小磁针的指向来确定．改变电流方向，通电螺线管的南北极正好对调，这说明， 通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关．

通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可以用安培定则来判定．照图11—14 那样，用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇

指所指的那端就是螺线管的北极．你能用这个方法判定图 11—13 中螺线管的 N、S 极吗？

■图 11—14 安培定则

想想议议 如果条形磁铁的磁性减弱了，你能用电流来使它增强吗？ 应该怎么办？

练 习

1. 奥斯特实验证明了什么？

2. 通电螺线管对外相当于一个磁体，它的两个极与电流方向之间的关系用什么办法来判定？

3. 如图 11—15 所示，磁体 N 极与通电螺线管 A

   端相吸引，标出通电螺线管的电流方向．

■图 11—15