電磁等量嗎？

平日里，我們需要和電打交道。當家中的電線給電燈、電冰箱、電視機、食物攪拌機、吹風機、加熱器以及電腦提供能量的時候，我們體驗到了電的存在。使用電線導電，我們利用的是金屬電子能夠自由移動的特性。正是由于金屬具有良好的導電性，我們才用銅和鋁制作電線。這些金屬導線能夠使得電子從發電站流向并通過家庭配線。有序的電子流給我們的用電設備提供了能量。

同樣，我們也能從電池中體驗到電的存在。電池儲存著帶電電荷，從而能夠給多種設備提供能量。電池中的電子從一端流出，經過我們的工具或玩具（例如手機）之后流回電池的另一端，這就是其工作原理。

某些絨毛與衣物摩擦時產生的火花，以及手與門把手之間突然迸發的火花，也同樣能讓我們體驗到靜電。我們也可以在科學試驗中，把氣球和衣物進行摩擦從而使電子自由移動，繼而使這些氣球相互排斥，或者利用氣球吸起小紙屑。

住宅電線、電池以及靜電都揭示了物體本質的某種深層次的東西。它們幫助我們理解這樣一個事實：電存在于物體內部。電子并不只是我們在科學書籍中看見的一個詞語。世界萬物都由原子構成，而這些原子則由帶電電荷構成，即帶負電的電子和帶正電的質子。世間萬物都帶電，電池和住宅電線只是一些非常特殊的帶電體，通過它們，我們知道了“電存在于萬物之中”這個事實。

同樣，磁性也普遍存在于萬物之中。我們大多都會通過家中的玩具或工具感知到磁的存在。事實上，電和磁的關系十分密切。磁的意義可不僅僅存在于粘在冰箱上的可愛小飾品之中哦！

通常，人們在接觸電磁石之后，才會意識到電和磁之間的聯系。在這里，將向大家介紹幾個可以自己嘗試的小實驗。要完成以下兩個實驗，你們需要如下材料：

*4米長的規格為20的絕緣銅導線

*一根至少長15厘米的鐵釘

*一個電壓為1.5伏的性能良好的D型電池

*5個圓形磁鐵（最好直徑為3毫米）

實驗步驟：剪下30厘米長的導線，放在一邊。把剩余導線兩端的絕緣表層去掉約2厘米，然后把導線空出約30厘米長，從鐵釘的底端開始沿著同一個方向向頂端緊緊纏繞。注意導線之間不要重疊。在導線與電池連接之前，先測試一下纏繞著導線的鐵釘能否吸起曲別針。鐵釘的兩端都要測試。然后把圓形磁鐵的一端標為“A”，另一端標為“B”，再測試鐵釘的兩端與圓形磁鐵兩極之間的反應是否相同。在下列表格中填入你們的實驗結果。

接下來，把導線的一端連到1.5伏電池的正極，另一端連到負極。可用膠帶或電池夾板固定。然后再測試鐵釘的兩端能否吸起曲別針，以及與圓形磁鐵兩極的反應。斷開導線（否則，電池的電力會很快耗光），一分鐘之后再次重復檢測一遍。寫下最終結果，比較有電池和沒有電池的兩種不同情況。

你們會發現，在沒有連接電池的情況下，鐵釘不會吸起紙夾，因為它沒有磁性。但它卻能夠感覺到磁力。因此，鐵釘的任何一端都會被圓形磁鐵吸引。同時，你還可以用兩個圓形磁鐵來證明磁鐵的不同磁極作用效果完全不同。其作用效果與哪兩端相靠近有關，你們會觀察到吸引和排斥兩種不同效果。

下面這張表格給出了非磁性材料、磁性材料和磁鐵之間的主要區別：

大家可能已經發現纏上導線的鐵釘與電池相連時會吸引曲別針。并且，鐵釘的兩端與磁鐵靠近時，作用效果不同。進一步來說，導線中沒有電流流動時，鐵釘兩端的作用效果相同；而與電池相連后，則作用效果不同。如果你是一個很細心的觀察者，你就會發現鐵釘的一端和圓形磁鐵的某一側相互排斥。

大家也可以通過下面的實驗來研究電和磁的關系。小心地把20根30厘米長的標準導線的絕緣層剝去。拿出其中一根細銅線，用5個圓形磁鐵組成的磁鐵組對它進行測試，看其屬于非磁性材料、磁性材料還是磁鐵。記下實驗結果。然后，再把導線的一端粘在D型電池的負極，另一端粘在正極。那么，導線就通電了，你們可以感覺到導線在慢慢地變熱。斷開導線后再用磁鐵組的兩極仔細測試導線。你們會發現銅導線能感覺到磁力，并同時表現出了吸引和排斥兩種現象。這是因為電流已經把銅導線變成了一個弱磁鐵。（你一定要確保從電池處斷開了。）

這兩個實驗表明電與磁有著相互關聯、相輔相成的聯系。大多數人都從未參觀過發電站，也從未親眼見過電力的產生設備。但如果我們都去過那里，就不用再通過實驗來學習電磁之間的關系了。通過發電站之行，我們就會知道：發電站通過金屬導線繞磁鐵旋轉產生電力。當導線在磁極周圍以正確的方式運動時，導線中就會有電流產生。之后，這股電流會通過其他輸電線傳輸到我們使用的電器設備中來。

下面這個很酷的實驗則會證明：只要讓磁極穿過導線運動，就會產生電流。圖示清楚地闡釋了實驗過程。潔凈的試管中有5個圓形磁鐵。管子的中央部分用導線纏了起來，并且導線的兩端還連接著一個發光二極管。磁鐵穿過線圈運動時，引起了導線中電子的流動，因此，產生了電流，點亮了小燈泡。做這個實驗時，孩子們會開心地大叫：“媽媽，快看！沒有電池！”

這個實驗可以通過兩種方法實現。第一種就是把書放在眼前，快速地來回移動，這樣書中的圖示也會快速地前后移動。這時對自己說：“我好困，我看見了小燈泡一亮一滅。”這個方法有時候可能會有效，但是卻并不科學。

以上所有的實驗，包括電磁石、與電池相連的銅導線、發電站之旅以及在導管中移動磁鐵，都證明了電和磁關系密切。一方面，電流能讓鐵釘和細導線變成磁體；另一方面，我們還可以通過導線與磁鐵的相互運動來產生電流。這些事例都揭示了電和磁深層次的特征，即都屬于同一種作用力——電磁力。