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电流的磁场及磁场方向及安培右手定则讲解

2013.09.12 13:43 评论:0

我们都知道自然界中能够吸引铁、钴、镍等物质的物体被称为磁铁。磁铁具有南(S)极和北(N)极,磁铁端部磁性最强,中央部分磁体较弱。且相同极性相互排斥,异极性相互吸引等性质,这些想象大家小时候玩磁铁的时候已经有所了解,而下面就讲讲磁铁磁场的特征及电流磁场的方向等。

磁场特征

磁场示意图我们这里先以大家熟悉的磁铁来了解一下磁场的特征。在磁铁周围的空间中存在一种特殊的物质,它能表现一种力的作用,这一特殊物质就是磁场。磁场的大小强弱和方向可以用假象的磁力线来描绘,如右图所示。就如图中所描述的那样,磁场磁力线有以下特征:

  1. 磁力线是有方向的,在磁铁外部磁力线的方向是有N(北)极出发再回到S(南)极,而在磁铁内部,方向是S极指向N极。
  2. 磁力线的疏密表示了磁场的强弱,某点磁场的方向为改点切线方向。
  3. 磁力线总是闭合的。
  4. 磁力线互不相交,而且有相互排斥的特点。

但是,我们都知道磁铁并不是磁场的唯一来源,当电流通过导线的时候,也会在导线的周围产生磁场。

磁场方向(右手定则)

右手定则操作方法对于电流所长生的磁场,实验和理论均已证明,磁场的强弱与电流的大小有关;电流越大,产生的磁场越强,磁场的方向则取决于电流的方向,一般用右手定则(也称安倍定则、右手螺旋定则、安培右手定则)辨别通电导线的电流方向及其长生的磁场方向。下面就详细介绍用右手定则辨别几种常见通电导线磁场方向的方法。

如右图(a)所示为通电指导线,利用安培右手定则来判别其磁场方向的方式是:

先将右手握住指导线,使大拇指方向与导线中电流方向一致,则趋于四个手指的指向就表示磁场方向。

如果用磁力线表示导线电流的磁场,根据右手法则,通电直导线的磁力线就是以导线为中心的一组同心圆,如图(b)所示。

对于通电的螺旋管,则与通电直导线情况相反,此时万物的四个手指指向表示电流方向,而拇指指向就表示螺旋管内部的磁场方向(如下图所示):

通电螺旋管的磁场方向、电流方向与磁力线方向之间的关系

为了讨论问题方便,常常上右图所示的符号(圆中间一个×)表示导体中电流的方向是垂直纸面向里,用⊙表示电流方向是垂直纸面向外(我们可以把他比作一直弓箭,弓箭尾部是羽毛×,弓箭头看起来是一个点,所以看到点就是垂直纸面向外,看到尾部的×就说明方向是向里了)。