全日制普通高級中學教科書物理第二冊
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高中物理必修2的科教版和人教版內容上有什么區別嗎?急! 因為做作業時練習冊買錯版本了

2023-10-14 07:46:19教育資訊81

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眾所周知,凡是有電流通過的導線,其周圍都要產生一定的磁場,這是事實。這個磁場是如何產生的呢?一般認為是由導體中電子的定向移動而產生的。電子的定向移動真的能產生磁場嗎?

我們不妨作一個假設,假設某處真空中存在一條導線,導線中的電子相對于導線作定向移動,也就是說這條導線有電流通過。現在我們把這條導線拿走,只留下其中定向移動的電子,此時真空中就出現了一條由移動電子組成的移動的電子線,那么,這條移動的電子線會產生磁場嗎?

首先讓我們判斷一下這條電子線的運動狀態,根據運動的相對性原理,隨同這條電子線一同運動的觀察者看到,電子線沒有運動,認為不產生磁場。和這條電子線存在相對運動的觀察者看到,電子線在運動,因而其有磁場產生。這樣原本同一個事件,由于觀察者的不同而出現了不同的結果。

出現了這樣的矛盾,這在現實世界中無論如何都是無法理解和想象的。那么,只有一種解釋:導線中電子的移動不是磁場產生的根本原因。

我們知道,導體中電子的移動產生電流,上面分析了純粹的電子移動并不是磁場產生的根本原因。然而在通電導體周圍我們確實測得了磁場的存在。這樣我們就可以肯定,移動的電子是磁場生成過程的重要參與者,而不是唯一。

原子是由原子核和電子構成的,原子又包含有質子和中子,質子帶正電荷,中子是中性不帶電荷。電子帶負電荷,它周圍存在著負電場,原子核由于質子的原因而具有正的電場。在導線中,電子在電動勢的作用下,要爭脫原子核對它的束縛,也就是爭脫正電荷對它的引力,相互抽出各自的電場線脫離而去,從而形成了電流。

正是這種正負電荷的相對運動,電場線的相互作用產生了磁場。

所以,異性電荷間的相對運動和相互作用,是通電導線產生磁場的根本原因。真空中任何正負單一電荷的移動是不會產生磁場的。

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