我們都知道,當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí),會(huì)在其周圍產(chǎn)生磁場。那么,反過來,電流的產(chǎn)生也需要磁場,磁場為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢? 1831年英國物理學(xué)家法拉第做了一項(xiàng)簡單的實(shí)驗(yàn)。其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是將兩條獨(dú)立的導(dǎo)線環(huán)繞在一根木棒上,并將其中一條導(dǎo)線通以電流,這時(shí)另外一條導(dǎo)線竟也產(chǎn)生了電流。這就是著名的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)。1831年11月,法拉第向英國皇家學(xué)會(huì)報(bào)告了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這是法拉第做的最成功的試驗(yàn),可以說一戰(zhàn)成名。 為什么另外一條導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生了電流呢?為了方便,我們把通有電流的導(dǎo)線定義為導(dǎo)a線,感應(yīng)出電流的導(dǎo)線定義為b導(dǎo)線,當(dāng)a導(dǎo)線中通過電流時(shí),a導(dǎo)線周圍就產(chǎn)生了磁場,而在邊上的b導(dǎo)線感應(yīng)到了磁場,而且磁場是從零到有,所以b導(dǎo)線內(nèi)就產(chǎn)生了感應(yīng)電流,后來通過科學(xué)家們的不斷總結(jié),最后得出著名的法拉第電磁感應(yīng)定律。 那磁場為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢?可以這樣去理解,當(dāng)磁場發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起導(dǎo)體中自由電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。這些自由電子在磁場的作用下會(huì)受到一種稱為洛倫茲力的作用,從而發(fā)生定向移動(dòng),形成電流。 我們都知道,根據(jù)電流的定義:電荷做定向移動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流。有人可能會(huì)問,導(dǎo)體內(nèi)的電子每時(shí)每刻都在運(yùn)動(dòng),為什么沒有產(chǎn)生電流,可以這樣理解,導(dǎo)體內(nèi)做自由移動(dòng)的電子,在導(dǎo)體內(nèi)沿各個(gè)方向都在移動(dòng),產(chǎn)生的電流相互抵消,對外呈現(xiàn)出沒產(chǎn)生電流。定向移動(dòng)指的是導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到外界的某種力作用下,會(huì)朝著特定方向移動(dòng),最終對外呈現(xiàn)有電流產(chǎn)生,而這種力就是來自于外界變化的磁場提供的。 電流也會(huì)產(chǎn)生磁場,從更微觀的角度來看,磁和電是緊密聯(lián)系在一起的,磁鐵產(chǎn)生的磁場和電流產(chǎn)生的磁場一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。曾經(jīng)有個(gè)科學(xué)家就做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),把大量電荷放在一個(gè)橡膠盤上,然后讓盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng),在盤附近用小磁針來檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場,結(jié)果發(fā)現(xiàn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),而且改變轉(zhuǎn)盤方向,小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生轉(zhuǎn)變。此實(shí)驗(yàn)說明電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生磁場,根據(jù)電流的定義,定向移動(dòng)的電荷就會(huì)產(chǎn)生電流,也就是說電流周圍會(huì)產(chǎn)生磁場,這個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。
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