| 在地磁场的作用下,棒形磁铁停在南北方向某个角度上,此时磁铁受到的扭矩是零。你从零逐渐加大直导线电流,磁铁棒会发生偏转,偏离零扭矩线。地磁场对磁铁棒就有了扭矩。你给的电流小,磁铁棒偏转的角度小、你给的电流大,磁铁棒偏转的角度大。 |
| 在地磁场的作用下,棒形磁铁停在南北方向某个角度上,此时磁铁受到的扭矩是零。你从零逐渐加大直导线电流,磁铁棒会发生偏转,偏离零扭矩线。地磁场对磁铁棒就有了扭矩。你给的电流小,磁铁棒偏转的角度小、你给的电流大,磁铁棒偏转的角度大。 |
| 所以说,有了地磁场,不但不是坏事,反而是好事。它能让我们清楚地看到,给定电流的大小和偏转角大小的关系。 |
| 指针式电流表的游丝提供指针偏转后的反力矩,这个力矩和电流给出的力矩平衡,表针指向相应的刻度。 |
| 真实实验中的是两根矩形磁铁棒。为了叙述简单,我对它们进行几次简化: |
| 首先,把两根磁铁简化成两根矩形截面的载流螺线管。其次,只取两螺线管距离直导线最近的第一匝和最远的第n匝。 |
| 和直导线电流方向相反的电流边是A11、A1n、A21、A2n,和直导线电流方向相同的边是C11、C1n、C21、C2n。 |
| 把这些固定在圆盘上的边,看成是钉在圆盘上的钉子,垂直于圆盘。 |
| 而A11和C11、A21和C21、A1n和C1n、A2n和C2n,它们的距离更近,它们之间表现出的斥力更大。 |
| 在圆盘的中间插入载流直导线后,它对每个线匝都产生了扭矩,但都在盘上抵消了。它对两面的A边都排斥,但A边固定在圆盘上,力都传导到圆盘上了。它对两面的C边都吸引,但C边也固定在圆盘上,力也都传导到圆盘上了。这些力都是中心对称的,所以圆盘是不会转的。 |
| 再加4颗钉子,中间的直导线对A1n、A2n排斥,对C1n、C2n吸引,这些力也都过心,它们也只能在圆盘上产生应力,不能产生扭矩。 |
| 这就是说,无论载流直导线周边的B是和半径的多少次方反比,这个实验装置都不会转。 |