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五 总结了电流元之间的作用规律安培定律（第1页）

五总结了电流元之间的作用规律--安培定律

1。对安培定律介绍

性质

直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成多段小直线电流组成，对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。叠加起来就得到环形电流中心轴线上磁感线的方向。直线电流的安培定则是基本的，环形电流的安培定则可由直线电流的安培定则导出，直线电流的安培定则对电荷作直线运动产生的磁场也适用，这时电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。

在H。C。奥斯特电流磁效应实验及其他一系列实验的启发下，A。-M。安培认识到磁现象的本质是电流，把涉及电流、磁体的各种相互作用归结为电流之间的相互作用，提出了寻找电流元相互作用规律的基本问题。为了克服孤立电流元无法直接测量的困难，安培精心设计了4个示零实验并伴以缜密的理论分析，得出了结果。但由于安培对电磁作用持超距作用观念，曾在理论分析中强加了两电流元之间作用力沿连线的假设，期望遵守牛顿第三定律，使结论有误。上述公式是抛弃错误的作用力沿连线的假设，经修正后的结果。应按近距作用观点理解为，电流元产生磁场，磁场对其中的另一电流元施以作用力。

安培定律与库仑定律相当，是磁作用的基本实验定律，它决定了磁场的性质，提供了计算电流相互作用的途径。

安培力公式

电流元I1dι对相距γ12的另一电流元I2dι的作用力df12为：

μ0I1I2dι2×（dι1×γ12）

df12=─────────────

4πγ123

式中dι1、dι2的方向都是电流的方向；γ12是从I1dι指向I2dι的径矢。安培定律可分为两部分。其一是电流元Idι（即上述I1dι）在γ（即上述γ12）处产生的磁场为

μ0Idι×γ

dB=───────

4πγ3

这是毕-萨-拉定律。其二是电流元Idl（即上述I2dι2）在磁场B中受到的作用力df（即上述df12）为：

df=Idι×B

安培定律公式：

公式中的积分为围道积分，等号右侧的电流为流入闭合面内的电流的代数和。μ0为常数，μ0=4π*10^7。

天文之"右手螺旋定则"

我们通常通过以下三种方法辨别地球的南北极:

1。立木棒垂直于地面，白天时阴影的指向即为北极；但这只限于北回归线以北北极圈以南的人们，所以此种方法不可行；

2。指南针；但地理北极和地磁北极有区别，故也不可行；

3。借助星体；北极星和南十字星座；这种方法在夜里可行。

更深层的问题，出现在把我们关于北的概念，推广到宇宙中其他部分的某个星球上时；因为如果"北"这个词有什么普遍的含义，那么任何别的星球也应有北极和南极。那么它的北极究竟是哪一个呢？显然现在，北极星就没有用了，因为所有的星球看起来都将完全不同。

天文学家们对此有一个简单的规则，他们称之为"右手螺旋定则"。偶尔地，天文学家们也需要解决这样的问题。圣父基督说不定就是其中之一，至少按照《新科学家》（）的一期圣诞特刊的说法是这样。在一篇文章中，当问到我们的太阳系中的某个其他星球或月亮的北极，是否能为圣诞老人提供比地球更好的居所时，贾斯廷·马林斯简洁地描述了这一规则：

"使你的右手握拳成拇指向上的形状。如果行星的运转方向与你手指的弯曲方向相符，你大拇指所指的就是北极。试着用它比划一下地球的旋转方式（地球的旋转式自西向东，这也是为什么太阳看起来是从东到西运行的原因）。"

这意味着，例如，相对于地球来说，金星的北极是位于其底部的，因为在我们的太阳系的行星中，金星是唯一在反方向上旋转的。

安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为"电动力学"，1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位"安培"以他的姓氏命名。

他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程；他几乎与H戴维同时认识元素氯和碘，导出过阿伏伽德罗定律，论证过恒温下体积和压强之间的关系，还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。

2。"六指"与安培定则的故事

在盲校教书快两年了，面对一群特殊的弱势群体，作为一名合格的老师，我处处小心呵护孩子们脆弱的心灵，他们需要别人的理解、关爱和帮助，更重要的是他们需要整个社会的尊重。

在物理教学中，一个仪器从讲解构造开始我就需要要花费很多时间，对于全盲的学生，我是手把手摸着仪器的每一个部件，同时耐心慢慢地介绍给他们的，虽然感觉很累，但是面对学生渴望求知的心情，我真的不忍心偷懒！而且为了不触及学生敏感的神经，不管是对于低视力学生，还是全盲学生，在物理实验观察中，我一律使用"请同学们'看'……"这个句型，而不是"请同学们'摸'……"。

今天是初二的物理课，我们学习的内容是《通电螺线管的磁场》，通过学习同学们知道了通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，而且通过在通电螺线管的两端放置小磁针我们可以判定哪一端是它的N极，哪一端是它的S极。为了更加方便地判定通电螺线管的N、S极，我又给学生介绍了安培定则。在介绍安培定则时，我现场制作了几个螺线管发给了学生，并告诉他们假设电流从一端流入，从另一端流出。然后让学生伸出右手，用右手握住螺旋管，让弯曲的四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的北极。我做了几遍示范，然后让学生自己试着应用安培定则判定通电螺线管的北极。

在学生们都忙活着学以实用的时候，我在实验室里来回走动着，观察着学生的举动。突然，一个响亮的声音传入我的耳朵："老师，我有六个手指怎么判别啊？"我停了下来，定眼一看原来是衣超。我没有理会他，我认定他是在给我开玩笑，但是这个时候其他学生也都停下了，看着我怎么回答他的问题。在学生们一起把目光投向我的时候，我意识到衣超并没有和我开玩笑，而是实实在在地问我这个问题。我一直以为面对别人的身体缺陷，有礼貌的做法就是"视而不见"，不能刻意地去看，更不能当着人家的面说出来，否则会伤害别人的自尊心。而今天这个单纯的如一汪泉水的小男孩，竟然当着全班同学的面问我这个问题，这反而令我感觉很不自在，我不知道这个问题是该回答还是不该回答。于是我小心翼翼地问道："你是六个指头吗？""孟老师，我有两个大拇指，要不你看看。"随即把他的右手伸到我面前，我看到的是一个短而细的指头在大而粗的那个拇指的旁边偎依着，就像是一个听话的孩子偎依在母亲的身旁，我静静看着，没有对他的六指发表任何看法，而内心却有种说不出的滋味："从什么时候开始，我们的学生已经习惯了自身的缺陷，就是暴露在众人面前，也无所谓！我的学生是多么的可爱单纯，他们摆脱了世俗的看法，开心快乐地生活着。而作为正常人的我，却总是被一些无关紧要的小事扰乱心境，不能得到安宁，真是自愧不如我可爱的学生啊！"

当我还沉浸在自己的思绪中的时候，学生的问话再次把我拉了回来，"老师，你都教我们两年了，你真的不知道我有六指吗？"衣超好生奇怪地问我，"我真的不知道啊！""老师，他是六指，大家都知道的。"其他学生七嘴八舌的对我说。看着学生们无所谓的样子，我也放松了警戒，意识到面对学生的身体缺陷没有必要表现的那么紧张了，因为学生表现的很淡定。"衣超，你比我们厉害，我们只有一个大拇指指向通电螺线管的北极，而你又两个哪，让你这么一判断，你的极性要比我们强很多哪！"我由衷地夸奖着这个坦诚的学生，其他同学也都向他投来了赞许的目光，而这个时候我看到衣超被我夸奖的都有点不好意思了，同时兴致极高地伸出了右手，让弯曲的四指指向了电流的方向，两个大拇指指向了通电螺线管的北极。