电和磁可以视作是一对孪生兄弟,二者是密不可分的,变化的电场可以产生出磁场,而变化的磁场也可以感应出电场。
如果一条直的金属导线通过电流,那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大,产生的磁场越强。磁场成圆形,围绕导线周围,如图3-2(a)所示。通电的螺旋线管也会产生出磁场,磁场的方向如图3-2(b)所示。
图3-2 电场感应磁场
同样,磁场也能感应出电场,如图3-3所示,如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计,在螺线管内部放置一根磁铁。当把磁铁很快地抽出螺线管时,可以看到检流计指针发生了偏转,而且磁铁抽出的速度越快,检流计指针偏转的程度越大。同样,如果把磁铁插入螺线管,检流计也会偏转,但是偏转方向和抽出时相反。
图3-3 磁场感应电场
流过导体的电流的方向和所产生的磁场方向之间有着明确的关系。安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁力线方向间关系的定则,也叫右手定则。
(1) 直线电流的安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向,如图3-4(a)所示。
(2) 环形电流的安培定则:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形电流中心轴线上磁力线的方向,如图3-4(b)所示。
图3-4 安培定则