奥斯特实验中让导线南北方向,只是让实验现象更明显,因为小磁针正常状态就是南北方向。
奥斯特实验就是想验证电流周围存在着磁场,而这个磁场的存在是通过小磁针的偏转判断出来的。
根据右手螺旋定则,导线通电后,磁场的方向也就是小磁针的指向将和导线方向垂直。我们知道小磁针在地球上是南北指向的,因此如果通电后变成东西,指向将最有说服力。因此奥斯特实验中最好就是使导线是南北指向,偏转后的小磁针东西指向(有一定夹角)。
因为通电直导线产生的磁场分布在一族以导线为轴的同心圆柱面上(磁场方向可用右手定则判断,大拇指指电流方向,四指弯曲指向磁场方向),小磁针自然静止时是指向南北方向的,如果导线沿东西方向放的话产生的磁场对小磁针的力矩为零,不会观察到小磁针偏转的现象。只有当导线南北放置时,导线产生的磁场对小磁针的力矩不为零才有可能观察到小磁针偏转的现象。
在奥斯特实验中,小磁针受到磁场的作用而发生偏转,这是由于磁场对小磁针的磁矩施加了一个力矩。
在磁场中,磁场力作用在小磁针的磁矩上,产生一个力矩,使得小磁针绕垂直于磁场方向的轴旋转。具体来说,当小磁针磁矩与磁场方向成一定的夹角时,磁场力的分量会产生一个力矩,使小磁针绕垂直于磁场方向的轴旋转,直到磁矩方向与磁场方向重合时停止旋转。
在奥斯特实验中,当小磁针受到的力矩足够大时,就会偏转到一个稳定的位置,使得磁矩方向与磁场方向重合。这个位置称为小磁针的磁偶极矩方向。由于磁场力只与磁矩方向有关,因此不同磁矩方向对应的力矩大小不同,从而使得小磁针朝向与磁场方向不同的不同方向偏转到不同的角度。通过观察小磁针的偏转角度,可以确定磁场的方向和大小。
因为通电直导线产生的磁场分布在一种以导线为轴的同心圆柱面上(磁场方向可用右手定则判断,大拇指指电流方向,四指弯曲指向磁场方向),小磁针自然静止时是指向南北方向的,如果导线沿东西方向放的话产生的磁场对小磁针的力矩为零,不会观察到小磁针偏转的现象。
只有当导线南北放置时,导线产生的磁场对小磁针的力矩不为零才有可能观察到小磁针偏转的现象。
根据右手螺旋定则,导线通电后,磁场的方向也就是小磁针的指向将和导线方向垂直。
扩展资料:
实验的内容
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,他突然发现了一个现象。这个现象并没有引起在场其他人的注意,而奥斯特却是个有心人,他非常兴奋,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。
显示通电导线周围存在着磁场的实验。如果在直导线附近(导线需要南北放置),放置一枚小磁针,则当导线中有电流通过时,磁针将发生偏转。这一现象由丹麦物理学家奥斯特(HansChristianOersted,1777—1851)于1820年7月通过试验首先发现。
从判定电流周围磁场方向的安培定则——右手螺旋定则认识磁场的方向性及磁感线的特征在此基础上,通过了解环形电流、通电螺线管磁场的磁感线,以及条形磁体和马蹄形磁体磁场的磁感线,进一步认识磁场的方向性。
奥斯特实验的缺点
奥斯特实验在历史上具有划时代的意义,在1820年奥斯特做此实验前,人们对电和磁的认识一直是单独的、孤立的,奥斯特实验使人们第一次认识到电和磁的联系。从教学上讲,能否做好奥斯特实验是学生能否学好电磁学的关键。
但教材对此实验的设计效果并不明显,用导线将电池的正负极直接连接并放在演示磁针的上方,会发现磁针几乎不动,很多教师采用将演示磁针换成微型磁针来做此实验,通电后磁针转动但转动幅度仍不大。
此种改进虽勉强可行,但降低了实验可见度,教师的演示有蜻蜓点水之感;再者用电池做电源,由于发生短路,用过几次就要更换电池,造成较大的浪费,因为学生电源有过载保护,也无法用学生电源代替电池做实验。
参考资料来源:百度百科-奥斯特实验
[目的]演示电流产生磁场
[装置] 导线若干,小磁针一个,电源一个,开关一个
[步骤]
1.将磁针放置在导线旁,导线通电时磁针发生偏转。
2.切断电流时,磁针又回到原位。
3.改变电流方向,磁针向相反方向偏转。
4.切断电流时,磁针又回到原位。
[说明]
由于地磁场的存在,要使磁针明显偏离原来方向,导线中必须通较强的电流(约5~10安),这样强的电流一般可以采取触接电池两极引起短路获得。因此,实验相当于电源外部短路,电源将受到损坏(干电池内电阻较大,以使用干电池为好)。实验时应向学生说明这仅仅是为了获得短暂的大电流而采取的变通办法。为保护电源,电路中应串联滑动变阻器限流,而且通电时间要短。
导线必须南北向放置,如沿东西向放置力矩为零,不偏转。
电流的周围存在磁场
磁场方向和电流方向有关
奥斯特实验:1820年丹麦的物理学家奥斯特(Oersted,1777~1851)在做实验时偶然发现:当导线中通过电流时,旁边的小磁针发生了偏转。奥斯特实验用的是一根直导线,后来科学家们又把导线弯成各种形状,通电后研究电流的磁场。通电导线的周围存在磁场,磁场的方向与电流的方向有关,这种现象叫做电流的磁效应。希望帮助到你,若有疑问,可以追问~~~祝你学习进步,更上一层楼!(^__^)
是的,奥斯特实验是用交流电来进行的。奥斯特实验是由德国物理学家威廉·奥斯特在1820年发明的,它是用交流电来测量电流的大小,以及电流在导体中的流动情况。它的原理是,当交流电流通过一个导体时,会产生一个磁场,而这个磁场又会产生一个电动势,这个电动势可以用来测量电流的大小。
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