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第15章 有趣的磁力线

让我们做一个小实验,来进一步了解磁铁的性质。把一玻璃板放在一根条形磁铁的上面,再在上面铺上薄薄的一层细铁粉,然后用手指轻轻地敲动玻璃板,细铁粉便在两个磁极附近列成了规则的曲线,如果我们事先在玻璃板表面涂上一层石蜡,待石蜡上面形成上述的铁粉图形后,稍稍加热,使石蜡熔化后再凝固,就能把这些悦目的线条保存下来。

这些铁粉构成的曲线说明什么呢?散布在磁铁附近的这许许多多铁质的小颗粒,它们被磁铁磁化后,获得了磁性,成为一个个微小的磁铁。在条形磁铁的两个磁极间,这些小磁铁沿着所受到的磁力的方向排列起来,形成有规则的曲线——磁力线。如果我们在条形磁铁的周围放上一些小磁针,便可以看到,这些小磁针都顺着同一个指向排列起来。我们把小磁针北极所指的方向规定为磁力线的方向。由此可知,在磁铁的外部,磁力线是从北极出发而进入南极的,在磁铁的内部,则是由南极指向北极的。一根根磁力线都是连续的,形成一个个闭合的环路。通常把垂直通过一块给定面积上的磁力线根数叫做磁通量,用符号Ф表示,它的单位是韦伯(WB)。

我们用两根条形磁铁和铁粉再做一项实验。当两个异性磁极相对靠拢时,从N极放射出来的磁力线,能无阻碍地被S极吸引过去,所以从这个图形中也可以看出磁力线是连续的。如果把两个同性磁极相对靠拢,那么两个N极都放射出磁力线,但这些磁力线并不互相交叉,而是互相推挤,这一现象形象化地表示了同性磁极互相排斥的作用。

由磁力线分布还可以看到,磁力线越是密集,磁力就越强;磁极磁性的强弱,与它所发出的磁力线的总根数成正比。

总之,磁力线有以下特性:

(1)磁力线是有方向的,在磁铁外部磁力线的方向是由N极出发再回到S极,而在磁铁内部,磁力线的方向是由S极指向N极。

(2)磁力线总是闭合的,它不可能中断,而且有缩短长度的倾向。

(3)磁力线互不相交,而且有互相排斥的特点。

(4)磁力线的疏密表示磁场的强弱,磁力线密表示磁力强,对磁针的吸力(或推力)大;磁力线稀疏表示磁力弱,对磁针的吸力(或推力)小。

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