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电现象和磁现象有许多相似的地方:(1)带电体可以吸引轻小物体;磁体可以吸引铁类物质.(2)电荷只有正电荷和负电荷两种;磁体只有南极和北极两极.(3)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
在19世纪初,科学家们开始猜想,电和磁之间一定存在着相互联系,并进行了长期的探索,丹麦物理学家奥斯特就是其中的一位.
1820年4月的一天,奥斯特在讲课结束收拾实验器材时突然发现:当电池与铂丝相连时,靠近铂丝的小磁针摆动了.这一不显眼的现象没有引起听众的注意,而奥斯特却非常兴奋.在接连三个月深入的研究后,7月21日他宣布了实验情况.
如下页图1所示,在一个电池的两极之间接上一根很细的铂丝,铂丝沿南北方向放置,在铂丝正下方与铂丝平行放置一枚磁针.接通电源,发现磁针转到与铂丝垂直的方向.切断电流时,磁针又回到原位.改变电流方向,磁针向相反方向偏转.以上实验说明磁针的转动与电流有关.奥斯特实验第一次揭示了电和磁两大自然现象间的必然联系,为统一的电磁学的建立奠定了基础.
我们知道,任何情况下都不允许不经过用电器而把电源的两端直接连在一起!为什么本实验使用了任何情况下都不能使用的电源短路呢?实际上,由于地磁场的存在,要使实验效果比较明显,导线中必须要有5 A~10 A的电流,这样强大的电流一般只能采取触接电池两极引起短路来获得.电池短路会损坏电源,所以实验中触接电池的时间必须尽可能短,也一定只能用一次性的干电池.这样做仅仅是为了获得短暂的强大电流而采取的一种变通办法,我们绝不能因此认为可以将电源的两端直接用导线连在一起!
做完这个实验,你会不会还产生这样的疑问:(1)通电直导线的上方有没有磁场?(2)与导线在同一水平面内的各点是否有磁场?
将铂丝移到小磁针的下方,重复上述实验,发现小磁针偏转,说明通电导线的上、下方都有磁场.将导线与磁针放在同一水平面上,且导线与磁针平行,重复图1所示实验,小磁针不偏转.难道通电导线周围有的地方有磁场,有的地方没有磁场?由于小磁针只能在水平面内转动,它是不是不能指示疑问(2)中的磁场方向?如果我们将导线和小磁针按图2所示放置,你能设法探究这一问题吗?
责任编辑程哲
在19世纪初,科学家们开始猜想,电和磁之间一定存在着相互联系,并进行了长期的探索,丹麦物理学家奥斯特就是其中的一位.
1820年4月的一天,奥斯特在讲课结束收拾实验器材时突然发现:当电池与铂丝相连时,靠近铂丝的小磁针摆动了.这一不显眼的现象没有引起听众的注意,而奥斯特却非常兴奋.在接连三个月深入的研究后,7月21日他宣布了实验情况.
如下页图1所示,在一个电池的两极之间接上一根很细的铂丝,铂丝沿南北方向放置,在铂丝正下方与铂丝平行放置一枚磁针.接通电源,发现磁针转到与铂丝垂直的方向.切断电流时,磁针又回到原位.改变电流方向,磁针向相反方向偏转.以上实验说明磁针的转动与电流有关.奥斯特实验第一次揭示了电和磁两大自然现象间的必然联系,为统一的电磁学的建立奠定了基础.
我们知道,任何情况下都不允许不经过用电器而把电源的两端直接连在一起!为什么本实验使用了任何情况下都不能使用的电源短路呢?实际上,由于地磁场的存在,要使实验效果比较明显,导线中必须要有5 A~10 A的电流,这样强大的电流一般只能采取触接电池两极引起短路来获得.电池短路会损坏电源,所以实验中触接电池的时间必须尽可能短,也一定只能用一次性的干电池.这样做仅仅是为了获得短暂的强大电流而采取的一种变通办法,我们绝不能因此认为可以将电源的两端直接用导线连在一起!
做完这个实验,你会不会还产生这样的疑问:(1)通电直导线的上方有没有磁场?(2)与导线在同一水平面内的各点是否有磁场?
将铂丝移到小磁针的下方,重复上述实验,发现小磁针偏转,说明通电导线的上、下方都有磁场.将导线与磁针放在同一水平面上,且导线与磁针平行,重复图1所示实验,小磁针不偏转.难道通电导线周围有的地方有磁场,有的地方没有磁场?由于小磁针只能在水平面内转动,它是不是不能指示疑问(2)中的磁场方向?如果我们将导线和小磁针按图2所示放置,你能设法探究这一问题吗?
责任编辑程哲