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练习7恒定磁场

电流的磁效应

7.1试述第一个揭示电流磁效应的科学家及其实验。这个实验距今已100多

年了,到物理演示实验室来重做一下这个实验,你将会感到很有意思,并对讨

论下列问题可能会有帮助。

(1)小磁针在电流周围或永久磁铁周围为什么会发生偏转?

(2)怎样用小磁针来判定空间磁场的方向?并指出图（教材P304）中所示

各小磁针N极的指向:

(3)电流周围能激发磁场。永久磁铁周围的磁场是什么激发的?

(4)传导电流是电荷在导体中定向运动形成的,且IneSv(n为载流子

v

密度,为电荷定向运动的平均速度,S为截面积),那么,电流I与电流密

度δ的关系为I=。

[分析与解答]奥斯特实验（1820年）。

（1）电流或永久磁铁周围存在着磁场，小磁针处于其中，将受到磁场的作

用，从而就会发生偏转，直到小磁针N极指向该磁场方向为止。

（2）小磁针N极的指向就是该处磁场的方向。图（b）中三个磁针的N极均指

向左方。

（3）永久磁铁中存在“分子电流”，且分子电流的磁性呈有序排列，因此

对外显示出磁性。



（4）Ids

7.2试说明直线电流I,I间相互作用的物理机理,并讨论:

12

(1)图示的I,I的相互作用情况,你是怎样判断的?

12

(2)图(a),(b)所示的q,q的相互作用情况。你在分析中,考虑

12

到参考系没有?

题7.2（1）图题7.2（2）图

[分析与解答]



BdFIdlB

（1）在处激发指向纸面内的磁场，根据安培定律可知，

II

12121

II

受到向上的安培力；同理，受到向下的安培力。

21

qq

（2）在图（a）中，相对静止，它们之间的相互作用力为库仑力。

12

qq

在图（b）中，，仍相对静止，都各自受到对方所激发的电场力(库仑力)。

12

但对地面参考系而言，它们均为运动电荷，除激发电场外，还要在周围激发磁场，

双方还受到对方所激发的磁场力（洛伦兹力）。

3

7.3已知铜的摩尔质量M=63.75g/mol，密度ρ=8.9g/cm，在铜导线里，

假设每一个铜原子贡献出一个自由电子，（1）为了技术上的安全，铜线内最大

2

j

电流密度=6.0A/mm，求此时铜线内电子的漂移速率v，（2）在室温下电子

m

I

v

热运动的平均速率是电子漂移速率的多少倍？

d

毕奥-