安培示零试验.PDFVIP

毕奥－萨筏尔的研究课题  寻找电流元对磁极作用力的定量规 律  认为电流对磁极的作用力是自然界 的基本力  受Oester横向力的影响，认为每一个 电流元对磁极的作用力也垂直于导 线与磁极构成的平面  困难是无孤立的电流元 关键是找到几何关系 把电流分割成 许多电流元 df Idl 还和几何因素如 r, 有关 即解决了电流产生磁场的规律（见 下节） 安培的研究课题  几乎在同样的背景下，安培提出的 问题更深入，显示出大师的风范 安培认为： 磁现象的本质是电流  物质的磁性来源于 “分子”电流  这是安培根据实验的种种表现作出 的重要的抽象 “分子”电流  所谓 “分子”，是指构成物质的基 元，当时对物质结构和分子、原子 的认识还很肤浅  每个分子都有电流环绕着，当分子 排列整齐时，它们的电流合起来就 可以满足磁棒的磁性所需要的电流  磁化可视为使物质中的分子电流排 列整齐显示出总体效果  以 “分子电流”取代磁荷 ——能解释磁棒与载流螺线管的 等效性  可将种种磁相互作用归结为电流之 间的相互作用  提出寻找任意两个电流元之间作用 力的定量规律——即可解决磁相互 作用的问题 困难  同样是无孤立的电流元  两电流元及两者连线三 者不共面  涉及的几何因素更多， 难度增大  安培精心设计了四个示 零实验来解决这些困难  无定向秤  实验一：  用对折导线，在其中通以大小 相等、方向相反的电流．  把它移近无定向秤附近的不同 部位，观察无定向秤的反应  结果：无定向称不动  说明：当电流反向时，它产生 的作用力也反向  数学表达： 12 1 1 2 2 dF 与I dl 、I dl 成线性关系  实验二：  用载流曲折线对无定向秤作用，结果 与载流直导线的作用一样    说明电流元具有矢量性,表为 I dl 、I dl 1 1 2 2 实验三： 装置如图 只允许圆弧形导体沿其切线方 向运动而不允许圆弧形导体沿 着与其垂直的方向运动 结果：圆弧导体不动 说明：作用在电流元上的力是 与它垂直的——横向力     dF12  dl2 或 dF12 dl2 0  l1  实验四  圆线圈A 、B 、、C 线度 之比为1/n ：1：n ，A与B 的距离以及线圈B 与C 的 距离比为1：n， A与C固 定，并串联，其中电流相 同，线圈B可以活动，通 以另一电流 I dl