第二章 磁与电磁感应
第一节 磁场
1.磁场和磁感线
我们把物体吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体，磁体分为天然磁体（磁铁矿石）和人造磁体（铁的合金制成）。人造磁体根据需要可以制成各种形状。实验中常用的磁体有条形、蹄形和针形等。
磁体两端磁性最强的区域称为磁极。任何磁体都具有两个磁极。小磁针由于受到地球磁场的作用，在静止时总是一端指向北一端指向南，指北的一端叫北极，用N表示；指南的一端叫南极，用S表示。
两个磁体靠近时会产生相互作用力：同性磁极之间互相排斥，异性磁极之间互相吸引。磁极之间的相互作用力不是在磁极直接接触时才发生，而是通过两磁极之间的空间传递的。传递磁场力的空间称为磁场。磁场是由磁体产生的，有磁体才有磁场。
磁体的周围有磁场，磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。把小磁针放在磁场中的某一点，小磁针在磁场力的作用下发生转动，静止时不再指向南北方向。在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向不相同。因为磁场具有方向性。我们规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。
2.电流周围的磁场
（1）通电直导线周围的磁场 通电直导线周围的磁场方向，是在与导线垂直的平面上且以导线为圆心的同心圆。磁场方向与电流方向之间的关系可用安培定则来判断（或叫右手螺旋定则）。如图2-1所示。
图2-1 直线电流的磁场
安培定则：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线的环绕方向。
（2）环形电流的磁场 环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。环形电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可以用安培定则来判断。如图2-2所示。
图2-2 环形电流的磁场
安培定则：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁力线的方向。
（3）通电螺线管的磁场 通电螺线管通电以后产生的磁场与条形磁铁的磁场相似，改变电流方向，它的两极就对调。通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可以用安培定则来判断。如图2-3所示。
图2-3 通电螺线管的磁场
安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁力线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。