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发表时间:2011-2-16 14:29:05 IP:127.0.0.1 |
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主题:电磁铁磁场方向的判断 |
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电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。
安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，也叫右手螺旋定则。
(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流方向，四指指向通电直导线周围磁力线方向。
(2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极
性质
直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成许多小段直线电流组成，对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的，环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用，这时电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。
历史
在奥斯特电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下 ，安培认识到磁现象的本质是电流 ，把涉及电流 、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用，提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。为了克服孤立电流元无法直接测量的困难 ，安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析，得出了结果。但由于安培对电磁作用持超距作用观念，曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设，期望遵守牛顿第三定律，使结论有误。上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设，经修正后的结果。应按近距作用观点理解为，电流元产生磁场，磁场对其中的另一电流元施以作用力。
意义
安培定律与库仑定律相当，是磁作用的基本实验定律 ，它决定了磁场的性质，提供了计算电流相互作用的途径。
安培力公式
电流元I1dι 对相距γ12的另一电流元I2dι 的作用力df12为：
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是电流的方向；γ12是从I1dι 指向I2dι 的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι（即上述I1dι ）在γ（即上述γ12）处产生的磁场为
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
这是毕-萨-拉定律。其二是电流元Idl（即上述I2dι2）在磁场B中受到的作用力df（即上述df12）为：
df = Idι × B
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