請簡述電與磁之間是如何的關係.

題目:

請簡述電與磁之間是如何的關係.

解答:

電和磁是不可分割的,它們始終交織在一起.簡單地說,就是電生磁、磁生電.
電生磁
如果一條直的金屬導線通過電流,那麼在導線周圍的空間將產生圓形磁場.導線中流過的電流越大,產生的磁場越強.磁場成圓形,圍繞導線周圍.磁場的方向可以根據「右手定則」(見圖1)來確定:將右手拇指伸出,其餘四指併攏彎向掌心.這時,拇指的方向爲電流方向,而其餘四指的方向是磁場的方向.實際上,這種直導線產生的磁場類似於在導線周圍放置了一圈NS極首尾相接的小磁鐵的效果.
如果將一條長長的金屬導線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來,形成的物體我們稱爲螺線管.如果使這個螺線管通電,那麼會怎樣?通電以後,螺線管的每一匝都會產生磁場,磁場的方向如圖2中的圓形箭頭所示.那麼,在相鄰的兩匝之間的位置,由於磁場方向相反,總的磁場相抵消;而在螺線管內部和外部,每一匝線圈產生的磁場互相疊加起來,最終形成了如圖2所示的磁場形狀.也可以看出,在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產生的磁場形狀是相同的.而螺線管內部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線.在圖2中,螺線管表示成了上下兩排圓,好象是把螺線管從中間切開來.上面的一排中有叉,表示電流從螢光屏裡面流出;下面的一排中有一個黑點,表示電流從外面向螢光屏內部流進.
電生磁的一個應用實例是實驗室常用的電磁鐵.爲了進行某些科學實驗,經常用到較強的恆定磁場,但只有普通的螺線管是不夠的.爲此,除了儘可能多地繞制線圈以外,還採用兩個相對的螺線管靠近放置,使得它們的N、S極相對,這樣兩個線包直接就產生了一個較強的磁場.另外,還在線包中間放置純鐵(稱爲磁軛),以聚集磁力線,增強線包中間的磁場,
對於一個很長的螺線管,其內部的磁場大小用下面的公式計算:H=nI
在這個公式中,I是流過螺線管的電流,n是單位長度內的螺線管圈數.
如果有兩條通電的直導線相互靠近,會發生什麼現象?我們首先假設兩條導線的通電電流方向相反,圖5(a)所示.那麼,根據上面的說明,兩條導線周圍都產生圓形磁場,而且磁場的走向相反.在兩條導線之間的位置會是說明情況呢?不難想像,在兩條導線之間,磁場方向相同.這就好象在兩條導線中間放置了兩塊磁鐵,它們的N極和N極相對,S極和S極相對.由於同性相斥,這兩條導線會產生排斥的力量.類似地,如果兩條導線通過的電流方向相同,它們會互相吸引.
如果一條通電導線處於一個磁場中,由於導線也產生磁場,那麼導線產生的磁場和原有磁場就會發生相互作用,使得導線受力.這就是電動機和喇叭的基本原理.

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