摘 要：從變化電流的作用入手，粗略總結(jié)變化電流的作用規(guī)律，解決了上期《電磁感應(yīng)研究》中的問題；順著電流的思路，設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，猜想電流間的相互作用。

關(guān)鍵詞：變化電流；螺線管；感應(yīng)電流；磁通量；磁力

一、變化電流的作用

上期《電磁感應(yīng)研究》中圖6所示ab段和ab段的變化磁場(chǎng)雖然是相同的，但是和它們臨近的螺線管線圈的電流方向卻是相反的，我認(rèn)為因?yàn)楹蚢b、ab鄰近的電流方向相反，所以ab和ab處產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)方向相反。

我認(rèn)為abcd和abcd 回路中之所以產(chǎn)生感應(yīng)電流是因?yàn)橥娐菥€管中的電流變化——是變化電流對(duì)ab和ab中的自由電子作用而使兩個(gè)回路中檢測(cè)有感應(yīng)電流。變化電流對(duì)相鄰導(dǎo)線的作用，可以分為兩個(gè)方面：

（1）電流不變，導(dǎo)線和電流距離變化時(shí)導(dǎo)線受到的變化電流作用；

（2）電流和受作用導(dǎo)線距離不變，電流變化時(shí)導(dǎo)線受到的變化電流作用。

這兩種作用同時(shí)的情況則效果疊加。

變化電流對(duì)相鄰導(dǎo)線中自由電子作用的受力分析：

（1）電流不變，電流和受作用導(dǎo)線距離變化的情況：

（2）電流和受作用導(dǎo)線距離不變，電流變化的情況：

回路閉合，當(dāng)電流變大或者距離上靠近回路導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線中產(chǎn)生和變化電流反向的感應(yīng)電流；反之則產(chǎn)生同向的感應(yīng)電流。變化電流產(chǎn)生“感應(yīng)電場(chǎng)”。

下面看兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：密繞螺線管密繞30層，螺線管高50厘米，內(nèi)徑21厘米，外徑24厘米，所用漆包線直徑為0.1厘米。用相同的導(dǎo)線做圖一（a）和圖一（b）實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)顯示：閉合螺線管電源，圖一（a）回路（導(dǎo)線在螺線管腔內(nèi)中間挨著螺線管線圈繞一個(gè)圓后導(dǎo)線兩端緊挨著向上平行延伸出螺線管在遠(yuǎn)處連接電流計(jì)。）中產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電流明顯小于圖一（b）回路（導(dǎo)線在螺線管外中間挨著螺線管線圈繞一個(gè)圓后導(dǎo)線兩端緊挨著射線狀平行延伸遠(yuǎn)離螺線管大于4米后反方向繞成大圓連接電流計(jì)，所繞小圓和大圓的圓心都是螺線管中心）中產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電流。

這說(shuō)明，螺線管通電時(shí)在中間位置，腔內(nèi)磁通量小于管外磁通量。

用“變化電流的作用”解釋實(shí)驗(yàn)一：比較圖一（a）和圖一（b）可知，在螺線管中間，因?yàn)榍粌?nèi)靠近EF的電流長(zhǎng)度小于管外靠近E′F′的電流長(zhǎng)度——EF是圖一（a）繞成圓的導(dǎo)線，E′F′是圖一（b）繞成小圓的導(dǎo)線，因此圖一（a）產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電流小于圖一（b）產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電流。

對(duì)EF和E′F′的作用，除了螺線管中間的電流外還有螺線管上、下兩部分電流的作用，全面考慮則E′F′比EF受到的變化電流作用會(huì)更大。

實(shí)驗(yàn)二、比較圖一（b）和圖一（b）繞一個(gè)圓的情況：

圖一（b）繞一個(gè)圓的情況：導(dǎo)線在螺線管外中間如圖一（b）繞一個(gè)圓后，導(dǎo)線兩端緊挨著射線狀平行延伸遠(yuǎn)離螺線管連接電流計(jì)。

實(shí)驗(yàn)顯示，足夠長(zhǎng)導(dǎo)線的情況下用相同的導(dǎo)線做圖一（b）實(shí)驗(yàn)和圖一（b）繞一個(gè)圓的實(shí)驗(yàn)，閉合螺線管電源，儀器檢測(cè)到這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的瞬間感應(yīng)電流相等。

用“變化電流的作用”解釋實(shí)驗(yàn)二：實(shí)驗(yàn)二的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是導(dǎo)線E′F′在螺線管外側(cè)繞成圓受變化電流的作用，而且，發(fā)生作用的變化電流也相同，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電流相同。采用長(zhǎng)導(dǎo)線是為了圖一（b）增大距離，以減少大圓導(dǎo)線受變化電流的作用——大圓導(dǎo)線和小圓導(dǎo)線（ E′F′）受螺線管變化電流作用產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消，大圓距離螺線管較遠(yuǎn)時(shí)，大圓中自由電子所受感應(yīng)電場(chǎng)作用很小（儀器檢測(cè)不到）。

二、電流間的相互作用

如圖（一）所示，上下兩個(gè)面是相同的長(zhǎng)方形，上下兩面上有緊密排列的同向均勻電流I和AB平行（為了方便，電流畫稀疏了），上下兩面如果連接起來(lái)則是個(gè)長(zhǎng)方體，H在長(zhǎng)方體的中心。

實(shí)驗(yàn)1：在上下兩面中間的面上（S面）有短電流ab（I′）在H左側(cè)，I′和I平行，Aa和Bb長(zhǎng)度相等。實(shí)驗(yàn)顯示，ab向右平移——ab在原始位置至H之間的任意位置，I′都受水平向右的磁力，受力逐漸減弱。

實(shí)驗(yàn)2：在ab中點(diǎn)至H之間的直線上用短電流cd（I′）做實(shí)驗(yàn)，c點(diǎn)在ab上，電流cd和ab相等且垂直，實(shí)驗(yàn)顯示，電流cd（I′）不受磁力作用；cd在S面上平移——c在ab間任意位置時(shí)，電流cd都不受磁力作用。

圖（一）實(shí)驗(yàn)用磁場(chǎng)解釋是矛盾的：實(shí)驗(yàn)1說(shuō)明有豎直向下的磁場(chǎng)，而實(shí)驗(yàn)2說(shuō)明沒有豎直向下的磁場(chǎng)——目前的磁場(chǎng)理論無(wú)法解釋在S面相同的范圍內(nèi)電流cd不受磁力作用不移動(dòng)而電流ab受磁力作用發(fā)生移動(dòng)。

以上現(xiàn)象用電流間的相互作用解釋：電流ab因?yàn)樵贖左側(cè)和上下兩層電流同方向平行，因此受引力合力水平向右；電流cd因?yàn)楹蜕舷聝蓪与娏鳟惷娲怪币虼瞬皇艽帕ψ饔?。由此看?lái)，用目前的磁場(chǎng)理論說(shuō)明磁力和用電流間的相互作用說(shuō)明磁力是有差別的。

我猜想“磁力是電流間的相互作用”是根本，我猜想“電流在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的理論”要在符合電流間相互作用“理論”的前提下才能成立。我猜想可以這樣描述磁力：磁力是電流間的相互作用，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，異面電流垂直則相互間沒有磁力作用。下面再看兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

現(xiàn)象一：如圖（二）上圖情況，異名磁極間也會(huì)表現(xiàn)為斥力；如圖（二）下圖情況，同名磁極間也會(huì)表現(xiàn)為引力。圖二現(xiàn)象可用電流間的相互作用解釋，而這樣磁極概念的意義呢？

現(xiàn)象二：如圖（三）所示，磁鐵長(zhǎng)寬高分別為5厘米、5厘米、3厘米。實(shí)驗(yàn)顯示，電流I在磁鐵中間受斥力和在S極處受斥力大小基本相等，這個(gè)現(xiàn)象可以用電流間的相互作用解釋，但是卻說(shuō)明磁鐵中間的磁場(chǎng)未必弱。

作者簡(jiǎn)介：趙繼廣，男，河北獻(xiàn)縣祝莊人，中國(guó)郵政集團(tuán)公司保定市分公司職工。