电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。简单地说，就是电生磁、磁生电，两者相辅相成，彼此影响又彼此依赖。

                                                                

                                                       （右手定则，图片引用于网络！）

这电生磁咱们初中物理中就介绍过了，右手定则你还记得吧！我学得时候还挺纳闷，为啥电生磁是右手定则呢？难道磁电领域里还搞左撇子歧视！为什么？你别问我，我现在也不知道原因。

在一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。磁场成圆形，围绕导线周围。磁场的方向可以根据“右手定则”来确定：将右手拇指伸出，其余四指并拢弯向掌心。这时，拇指的方向为电流方向，而其余四指的方向是磁场的方向。实际上，这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈NS极首尾相接的小磁铁的效果。

 

                                                                     

                                                         （螺旋管电磁场，图片引用于网络！）

   
   如果将一条长长的金属导线在一个空心筒上沿一个方向缠绕起来，形成的物体我们称为螺线管。如果使这个螺线管通电，螺线管的每一匝都会产生磁场，磁场的方向如图中的圆形箭头所示。在相邻的两匝之间的位置，由于磁场方向相反，总的磁场相抵消；而在螺线管内部和外部，每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来，最终形成了如上图所示的磁场形状。也可以看出，在螺线管外部的磁场形状和一块磁铁产生的磁场形状是相同的。而螺线管内部的磁场刚好与外部的磁场组成闭合的磁力线。

                                                 
                                                                 
                                                     （电磁铁示意图，图片引用于网络！）

 

　　电生磁的一个应用实例是咱实验室常用的电磁铁。为了进行某些科学实验，经常用到较强的恒定磁场，但只有普通的螺线管是不够的。为此，除了尽可能多地绕制线圈以外，还采用两个相对的螺线管靠近放置，使得它们的N、S极相对，这样两个线包直接就产生了一个较强的磁场。另外，还在线包中间放置纯铁（称为磁轭），以聚集磁力线，增强线包中间的磁场。

    如果一条通电导线处于一个磁场中，由于导线也产生磁场，那么导线产生的磁场和原有磁场就会发生相互作用，使得导线受力。这就是电动机和喇叭的基本原理。

                                    

                                                                    （磁生电，图片应用于网络！）

接下来再谈一谈磁生电。如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。为什么会发生这种现象呢？正是穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。如果线圈闭合，就产生电流，称为感生电流。如果磁铁是插入螺线管内部，这时穿过螺线管的磁力线增多，产生的感生电流和磁铁抽出时相反。

如何决定线圈中感生电动势的大小和方向呢？线圈中的感生电动势的大小与线圈内部磁通量的变化率成正比。这称为法拉第定律。通过实验我们可以证实，如果磁铁抽出，导致线圈中的磁通量减少，那么在线圈中产生的感生电流的方向是它所产生的磁通量能够补偿由于磁铁抽出引起的磁通量降低，也就是说，感生电流所产生的磁通量总是阻碍线圈中磁通量的变化。这称为楞次定律。变化的磁场可以在线圈中感应出电流，这就是发电机和麦克风的基本原理。

如果把通电流的物体放入磁场中，又会有什么奇妙的现象发生呢？这就不能不提到磁电效应。

磁电效应包括电流磁效应和狭义的磁电效应。电流磁效应是指磁场对通有电流的物体引起的电效应，如磁阻效应和霍耳效应；狭义的磁电效应是指物体由电场作用产生的磁化效应或由磁场作用产生的电极化效应。
　　所谓“磁阻效应”，是指 外加磁场后，由磁场作用引起物质电阻率的变化。对于非铁磁性物质，外加磁场通常使电阻率增加，即产生正的磁阻效应。在低温和强磁场条件下，这效应显著。对于单晶，电流和磁场相对于晶轴的取向不同时，电阻率随磁场强度的改变率也不同，即磁阻效应是各向异性的。铁磁体在居里温度以下，其磁阻效应与非铁磁体的不同，后面我会专门提起。所谓“霍耳效应”是指在磁场中，通有电流的物体，沿着垂直于与电流和磁场方向产生电场，导致出现电位差的现象，其原因是由于运动载流子受到磁场的作用。

“狭义的磁电效应”是指 在一些磁性物质内，可能产生与外加电场E成正比的磁化强度M或与外加磁场H成正比的电极化强度P，这种现象统称作磁电效应。前者称作电致磁电效应，后者称作磁致磁电效应。朗道和栗弗席兹根据热力学和对称性理论预言，在自旋有序的磁性物质内，可能存在磁电效应。1960年阿斯特罗夫最先在实验中观察到反铁磁体Cr₂O₃单晶的电致磁电效应。1961年拉多和福伦又观察到Cr₂O₃单晶的磁致磁电效应。当温度升高到磁有序温度以上时，Cr₂O₃晶体由反铁磁性转变为顺磁性后，磁电效应随之消失。在Cr₂O₃晶体中观察到磁电效应之后，人们又在很多具有一定晶体对称性的反铁磁物质内观察到磁电效应。

正是因为磁电相互影响，才有了这个多姿多彩的世界，我们才可以如此方便地使用现代通讯，开电灯，打电话，用电脑，瞧电视，没事听听广播。您享受这些现代科技时，千万不要忘了磁电这哥俩的贡献！请您继续关注铁磁学外传—（6）天生我才必有用。

 

参考文献：

[1]中国科普博览

[2]百度百科

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