安培定律：发现电与磁的联系

2024-06-12 百科知识版权反馈

【摘要】：安培定律寻找电与磁的联系安培定律在探索电与磁相互转化的物理学史上，占据着举足轻重的地位。并且安培定律中有一个非常好玩的规则，那就是通过手指的指向来判断磁感线的方向。安培定律为何会有如此神奇的力量呢？安培定律不仅决定了磁场的性质，还提供了计算电流相互作用的途径，是研究磁作用的基本实验定律，对电磁学有着极其重要的意义。

安培定律　寻找电与磁的联系

安培定律在探索电与磁相互转化的物理学史上，占据着举足轻重的地位。并且安培定律中有一个非常好玩的规则，那就是通过手指的指向来判断磁感线的方向。安培定律为何会有如此神奇的力量呢？读了下面这一小节你就会弄明白了。

法国化学家安培

大名鼎鼎的安培定律，其实就是人们熟知的右手螺旋定则即用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么其余四指的指向就是磁感线的环绕方向；在通电螺线管中如果用右手握住通电螺线管，使其余四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，而用左手则大拇指指向为S极。

安培定律不仅决定了磁场的性质，还提供了计算电流相互作用的途径，是研究磁作用的基本实验定律，对电磁学有着极其重要的意义。

安培的全名是安德烈·玛丽·安培，法国人，1775年出生。安培是一名化学家，但是他在数学和物理学方面，都有卓越的贡献，研究电磁作用方面的成就则更为卓著，甚至物理学中电流的国际单位就是以其姓氏来命名的。

1820年7月21日，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，这一发现使得原本孤立的电与磁第一次联系了起来。8月，法国的物理学家阿拉果应邀到日内瓦参观时观看了奥斯特的电流磁效应实验，惊奇的阿拉果决定把这个消息告诉同行。阿拉果回到巴黎后马上重复了奥斯特的实验。到9月报告给了法国科学院，而这一报告恰巧被安培听到，第二天他就扎进了研究室重复了奥斯特的实验，继而，他开始了没日没夜的研究工作，然后得出了这样一个实验结果：通电的线圈与磁铁相似。

在9月25日，他又报告了两根载流导线存在相互影响，相同方向的平行电流彼此相吸，相反方向的平行电流彼此相斥；并在这个报告中对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。通过这一系列简单和经典的实验，安培认识到：磁是由运动的电产生的。于是，他利用这一观点来说明物质的磁性和地磁的成因。

安培定律演示导线架图示

1821～1825年，为了进一步说明电流之间的相互作用，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，这四个实验分别是：(www.chuimin.cn)

1.安培用一无定向秤检验对折通电导线有没有作用力，结果是否定的，从而证明当电流反向时，它产生的作用也相反。

2.安培仍用同一无定向秤检验对折通电导线，与第一次不同的是，这次对折导线的另一臂绕成螺旋线，其结果也是否定的，从而证明，许多电流元的合作用等于各单个电流元所产生的作用的矢量和，即电流元具有矢量性质。

螺线管

3.安培设计了一个装置，用一端固定于圆心的绝缘柄连接一圆弧形导体，再将圆弧形导体架在两个通电的水银槽上，然后用各种通电线圈对它作用，结果却不能使圆弧形导体沿其电流方向运动。从而证明，作用在电流元上的力是与它垂直的。

4.安培用1、2、3，三个相同的线圈，这三个线圈的线度之比与三个线圈间距之比一致，通电后发现：1、3线圈对2线圈的合作用为零。从而证明各电流和相互作用距离增加同样倍数时，作用力不变。

通过以上四个实验，安培提出了这样一个假设：两电流元之间的相互作用力沿着它们的连线，并且在此基础上，安培总结得出了著名的安培定律，即两电流元之间的作用力与距离平方成反比的公式。

马车车厢做“黑板”

有一次，安培想出了一个电学问题的算式，但由于他当时正在街上散步，所以并没有地方可以让他演算。就在安培为此发愁之际，突然，他看到前面有一块“黑板”，于是，喜出望外的他几步上前，拿出随身携带的粉笔在上面运算起来。但算着算着，那“黑板”走动了，他也跟着走，边走边写。这时，“黑板”移动得越来越快，他也就跟着跑了起来，一心一意要完成他的推导。直到他实在追不上“黑板”时，他才停下了脚步，发现原来所谓的“黑板”是一辆马车的车厢背面。安培这个失常的行为，使街上的人笑得前仰后合。

安培定律：发现电与磁的联系

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