小數蛙之前和狐狸貓

以指南針和電池組

做了電流磁效應的實驗

瞭解到導線通電後會產生磁場

使磁針偏轉

不過若多加一顆電池

使電流增加一倍

磁針的偏轉角度卻沒有多一倍

小數蛙很納悶

於是詢問狐狸貓

電流增加後

為什麼磁針偏轉角度沒有等量增加呢？

螢幕前的你　知道為什麼嗎？

一起來思考一下吧！

狐狸貓回答小數蛙

指南針除了受到電流所產生的磁場影響

也受到地球磁場的影響

指南針的磁針

不受電流磁場影響時

會指向南北方向

這是因為受到地球磁場的影響

在西元1600年

英國有一位叫做吉爾伯特的航海家

他發現地球有磁場存在

所以假想地球是一塊大磁鐵

具有磁性

而這個大磁鐵的磁力　會從磁鐵的一端到達磁鐵另一端

此路徑稱為磁力線

雖然肉眼看不見

但磁力線遍布在地球四周

它作用的範圍就是磁場

地球的磁場也可以稱為地磁

地球內部當然沒有一塊大磁鐵

但根據磁力線的分布

能推測有一個磁軸貫穿地球內部

磁軸和地球北半球交點的位置

稱做地磁北極

而和地球南半球交點的位置

稱做地磁南極

聽了狐狸貓的解說後

小數蛙又問狐狸貓

所以地磁北極的磁性就是N極嗎？

狐狸貓回答

不是哦！

地磁北極的磁性為S極

所以才會吸引指南針的N極

因此我們才知道北方在哪

比較特別的一點是

地磁北極和地理北極的位置並不相同

這意味著地球的假想磁軸

和地球的自轉軸並沒有重疊

兩軸夾角約11度

所以磁針指向北方時

N極所指的方向其實是地磁北極

並非真的地理北極

因此古時候的航海家

必須學會區分

地磁北極和地理北極的不同

直到17世紀

英國天文學家愛德蒙·哈雷才將地磁偏角記錄在航海圖上

為航海家提供更準確的航線圖

小數蛙聽完想了想

指南針指著南北向

是因為受到地磁影響的關係

而通電後的導線周圍會產生磁場

造成磁針偏轉

所以磁針

其實是同時受到地磁和電磁影響

意味著磁針偏轉角度

不能代表電流磁效應的強度

狐狸貓表示小數蛙得出的結論很正確

並繼續補充說明：

因為磁針

同時受到地磁與電磁的影響

所以磁針所指的磁場方向

其實是地磁和電磁合成的磁場方向

螢幕前的你知道怎麼判斷磁場方向嗎？

狐狸貓出了一道題目想要考考小數蛙

請你一起動動腦！

根據安培定律

電流加倍時

因導線電流所產生的磁場也會加倍

但是受地磁的影響

最後合成的磁場並不會等量加倍

因此電流增加多一倍時

磁針偏轉角度並不會多一倍

狐狸貓做了一個重點整理

幫小數蛙複習今天學習到的知識：

地球本身具有磁場

地球的磁場稱為地磁

指南針的磁針

同時會受到地磁與電磁的影響

因此磁針所指的磁場方向

為地磁與電磁的合成磁場方向

根據安培定律

磁場會隨著電流變大而增強

所以磁針偏轉的角度也越大

但是因為受地磁影響

電流增加時

磁針偏轉角度並不會等量增加

最後

狐狸貓與小數蛙想請螢幕前的你腦力激盪一下

根據下圖

如果在指南針的左邊放置通電的螺線管

且考慮地磁影響的話

磁針的指向會如何偏轉呢？