我們都知道,當電流流過導(dǎo)體時,會在其周圍產(chǎn)生磁場。那么,反過來,電流的產(chǎn)生也需要磁場,磁場為什么會產(chǎn)生電流呢? 1831年英國物理學(xué)家法拉第做了一項簡單的實驗。其實驗內(nèi)容是將兩條獨立的導(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)實驗。1831年11月,法拉第向英國皇家學(xué)會報告了實驗結(jié)果。這是法拉第做的最成功的試驗,可以說一戰(zhàn)成名。 為什么另外一條導(dǎo)線會產(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a導(dǎo)線中通過電流時,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。 那磁場為什么會產(chǎn)生電流呢?可以這樣去理解,當磁場發(fā)生變化時,會引起導(dǎo)體中自由電子的運動狀態(tài)發(fā)生改變。這些自由電子在磁場的作用下會受到一種稱為洛倫茲力的作用,從而發(fā)生定向移動,形成電流。 我們都知道,根據(jù)電流的定義:電荷做定向移動時就會產(chǎn)生電流。有人可能會問,導(dǎo)體內(nèi)的電子每時每刻都在運動,為什么沒有產(chǎn)生電流,可以這樣理解,導(dǎo)體內(nèi)做自由移動的電子,在導(dǎo)體內(nèi)沿各個方向都在移動,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,會朝著特定方向移動,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,都是由電荷的運動產(chǎn)生的。曾經(jīng)有個科學(xué)家就做了這樣一個實驗,把大量電荷放在一個橡膠盤上,然后讓盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動,在盤附近用小磁針來檢驗運動電荷產(chǎn)生的磁場,結(jié)果發(fā)現(xiàn)盤轉(zhuǎn)動時,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。此實驗說明電荷運動時產(chǎn)生磁場,根據(jù)電流的定義,定向移動的電荷就會產(chǎn)生電流,也就是說電流周圍會產(chǎn)生磁場,這個著名的實驗揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。
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