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导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

当导线位于磁针正上方且与之平行时,此时电流方向由南向北,由于通电导线附近会产生磁场,根据安培定则(右手螺旋定则),在导线下方的磁力线方向是自东向西,与磁针垂直,于是磁针发生逆时针偏转,针头朝东、针尖朝西。 …

各位小朋友及大朋友们,晚上好!欢迎来到今天的科学小实验栏目,让孩子像科学家一样思考!

很早以前,人们就发现地球是一个巨大的磁铁。它的磁南极(S)大致指向地理北极附近,磁北极(N)大致指向地理南极附近。地磁强度由赤道向两极呈现由低到高的态势,即低纬度地区磁场低,高纬度地区磁场高。其磁力线分布特点是赤道附近磁场的方向是水平的,两极附近则与地表垂直。指南针正是利用地磁工作的,磁针在天然地磁场的作用下,可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

地球磁场。图片源于网络

去年,我们曾一起研究并制作过一个简易的指南针。今天,我们在该实验的基础上进一步做深入研究,探索电与磁之间的关系。现在,大家就跟随科学奶爸,一起开始我们今天的实验吧~

# 请在大人陪同下操作本实验 #

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

实验开始前,先准备以下材料

5号电池1节、钕磁铁1块、缝衣针1根、导线1根

小纸片1张、自来水1瓶、玻璃杯1个、牙签1根

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

然后,按以下步骤进行

1、将缝衣针在钕磁铁上朝同一方向摩擦,将其磁化。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

2、在水面上放一张小纸片。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

3、将磁化后的缝衣针轻轻放在漂浮的纸片上,此时针头(S)朝西、针尖(N)朝北。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

4、将导线靠近缝衣针正上方,且与针保持平行。然后将导线接通电池正负极(电流方向自南向北),随即松开。观察指南针的指向。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

通过实验你会发现

导线通电后,缝衣针开始逆时针旋转,针头(S)朝东偏转,针尖(N)朝西偏转。断开电路后,缝衣针又开始顺时针方向偏转,并重新回到初始位置。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

原来如此

缝衣针被磁化后,变成一个小磁针。受地球磁场的影响,小磁针的N极(针尖)指向北,S极(针头)指向南。当导线位于磁针正上方且与之平行时,此时电流方向由南向北,由于通电导线附近会产生磁场,根据安培定则(右手螺旋定则),在导线下方的磁力线方向是自东向西,与磁针垂直,于是磁针发生逆时针偏转,针头朝东、针尖朝西。断开电路后,电磁场消失,小磁针在地磁作用下重新归位。

今天的这个实验,也就是著名的奥斯特实验。1820年4月的一天,丹麦科学家奥斯特在上课时,无意中让通电的导线靠近指南针,他突然发现指南针发生了偏转。这个现象并没有引起在场其他人的注意,而奥斯特却非常兴奋,紧紧抓住这个现象,接连三个月深入地研究,反复做了几十次实验,最终证明在通电导线附近会产生磁场,也即电生磁现象。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

做实验的奥斯特。图片源于网络

安培定则(右手螺旋定则),是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线安培定则:右手握住通电直导线,大拇指指向电流方向,四指指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管安培定则:右手握住通电螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

导线平行放置于正上方,通电后小磁针会偏向哪边? 自制指南针so easy_实验

安培定则。图片源于网络

科学奶爸要给大家提问了

调换电池正负极或电流方向改为东西方向会怎样?底部留言讨论哦~

今天的小实验就到这里吧,欢迎大朋友陪小朋友积极动手实践,在家做实验,学科学,并秀出你的实验作品!

操作提示:不能长时间将导线与电池相连,以免电池发烫发生危险,请在大人监护下操作本实验。

部分文字整理自网络。

— The end —

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