电流产生磁效应：两类现象第一次建立实验联系

本课要解决的问题

稳定电流能否系统地改变附近磁针方向，而不是偶然扰动？

这不是先背名词再找用途。我们从一个确切问题出发，逐步抽出能够重复使用的数学结构。学完本课，你应能解释“为什么要这样定义”，并独立完成一个计算或证明。

概念建立

载流导线附近磁针偏转表明电流建立环绕导线的磁场。重复改变电流方向、大小与磁针位置，可确认方向遵循环向规则，场强随电流增大、随距离减小。长直导线理想模型为 B=μ₀I/(2πr)。

推导主线

若把电流加倍且距离不变，B 加倍；若距离加倍且电流不变，B 减半。围绕导线的闭合环路满足 ∮B·dl=μ₀I，在圆柱对称下 B 在半径 r 圆周上等大且切向，得到 B·2πr=μ₀I。

完整例题

取 μ₀=4π×10⁻⁷ T·m/A，I=5 A、r=0.1 m，则 B=(4π×10⁻⁷×5)/(2π×0.1)=1×10⁻⁵ T。方向由电流与右手规则确定。

严格边界

长直导线公式要求导线长度相对观测距离足够大。磁针偏转还受地磁和附近铁磁物影响；必须做断电、反向电流等对照。

课后闭环

画出直导线横截面周围四点的磁场方向；设计电流反向与距离翻倍两组对照，写出定量预测。

完成页面中的单选、多选和计算题。计算题要保留中间步骤；多选题漏选或多选均视为没有掌握定义。错误按“对象、运算、条件、推理、计算”标出第一处失误，隔一天遮住答案重做。