奥斯特实验：电流让磁针偏转（1820）
你能亲手看到：一根通电导线，让旁边的指南针转起来；电流方向一换，针就往反方向转。
| 需要 | 指南针 1 个（能看清指针、指针能自由转，型号待核实）；导线 1 米左右（单芯铜线，剥掉两端绝缘，线径待核实，越细越软越好）；电池 1 节（1.5V 碱性 AA 或 9V 方块电池，任选其一）；胶带；可选：小开关或回形针做简易开关 |
| 时间 | 30–60 分钟（含布置和重复测量） |
| 花费 | ¥20–60（指南针 ¥10–30，导线 ¥5–10，电池 ¥5–10，家里有就 0） |
| 难度 | ★☆☆ |
| 验收 | ① 通电时指南针明显偏转（指针偏离原方向 ≥ 15°）；② 电流方向反过来，偏转方向也反过来；③ 断电后指针回到原位（误差 ≤ 5°）；④ 导线离指南针越远，偏转越小。四条全中算成功 |
为什么值得做
1820 年奥斯特在讲课现场发现：通电导线旁边的磁针会动。这是人类第一次看到电和磁是同一件事。
后面所有东西都从这里长出来：电动机、发电机、变压器、电磁铁、扬声器。你今天用的每一台电器，原理链的起点就是这根导线加一个磁针。
材料三样，随时能做。做完你会有一种"原来这么简单"的感觉——这是它值得做的全部理由。
怎么做
准备
- 把导线两端绝缘层剥掉 1–2 cm，露出铜。
- 指南针平放在桌上，等指针静止，记住它指的方向（用胶带在桌面贴个记号，方便对比）。
- 把导线拉直，平行于指针方向，放在指南针正上方或正下方，距离 5 mm 以内（越近越明显）。用胶带固定，别让它动。
第一次通电
- 导线一端接电池正极，另一端接负极。接通瞬间观察指针。
- 记下：偏转方向（左/右）、大概角度（用桌面记号估，或手机拍照对比）。
换方向
- 把电池正负极对调，再接通。指针应该往反方向偏。
- 记下来。
换距离
- 把导线抬高到离指南针 2–3 cm，再通电。偏转应该变小。
- 记下来。
断电复位
- 断开，等指针静止，看是否回到记号位置。
记录表（自己画一张，四列）：接线方向 / 偏转方向 / 估计角度 / 是否复位。
AI 可以怎么帮你
帮你设计记录表：把你的材料清单发给 AI，让它生成一张能直接打印的实验记录表。
我要做奥斯特实验，材料是：1 个指南针、1 米单芯铜线、1 节 1.5V AA 电池、胶带。请给我一张实验记录表，包含接线方向、偏转方向、估计角度、是否复位四列，并留出 3 次重复的空行。
帮你解释"为什么偏转方向会反过来"：让它用初中物理水平讲，不要公式。
用初中生能懂的话解释：为什么奥斯特实验里把电池正负极对调，指南针偏转方向会反过来？不要用右手定则的公式，用"电流方向—磁场方向"的直观说法。
帮你判断数据是否合理：把记录表贴给 AI，让它检查有没有自相矛盾的地方。
这是我的奥斯特实验记录：[贴表格]。请检查：① 偏转方向是否和电流方向一致地反转；② 距离变大时偏转是否变小；③ 有没有哪一行数据看起来是记错了。逐条说。
帮你估算"偏转角度大概多少算正常"：让它给一个数量级判断，而不是精确值。
1.5V AA 电池、约 1 米铜线、导线距指南针 5 mm，粗略估计指南针偏转角度大概在什么数量级？给一个范围就行，说明这是估算，不是精确值。
帮你写"如果失败怎么排查"清单：把现象描述给 AI，让它列排查顺序。
我的奥斯特实验指南针几乎不动。可能原因按可能性从高到低列出来，每条给一个 1 分钟内能做的检查动作。
算一下 / 会看到什么
- 会看到：接通瞬间指针猛地偏一下，然后稳定在一个偏角；断开后弹回。
- 方向规律：导线在指南针上方、电流从你这边流向对面，指针往一侧偏；电流反过来，指针往另一侧偏。记住"电流反向 → 偏转反向"这一条就够。
- 距离规律：导线离得越远，偏转越小。这是磁场随距离衰减的直接证据。
- 定量估算（粗）：直导线在距离 r 处的磁场 B ≈ μ₀I/(2πr)。1.5V AA 电池短路电流大约 1–5 A（待核实，取决于电池内阻和导线电阻），r = 5 mm 时 B 大约在 10⁻⁵–10⁻⁴ T 量级，和地磁场（约 5×10⁻⁵ T）同量级——所以能看到明显偏转，但不会把针甩飞。这个数只是数量级，别当精确值用。
- 验收对照：偏转 ≥ 15°、反向、复位、距离衰减，四条全中。
坑
- 导线没和指针平行。这是最常见的失败。导线要和指针静止时的方向平行，不是垂直。
- 距离太远。超过 1 cm 偏转就很小。先贴到 5 mm 以内做出效果，再拉开做距离对比。
- 电池没电或接触不良。接通前用手指捏紧接头，或者用胶带固定。听到"没反应"先换电池。
- 短路时间太长。AA 电池短路会发热，别一直接着。每次通电 3–5 秒就断。
- 指南针本身不准。先确认指南针在没通电时能稳定指北。附近有铁桌、磁铁、手机扬声器都会干扰。
- 把"指针抖动"当成"偏转"。要等指针稳定后再读角度，不是看接通那一瞬间的抖。
想再往前一步
- 做电磁铁：导线绕在铁钉上，通电吸回形针，数吸起几个。这是奥斯特实验的直接延伸。
- 做简易电动机：一节电池、一块磁铁、一段线圈，网上教程很多（型号和参数待核实，自己搜"最简单的电动机"）。
- 测偏转角度 vs 电流：串一个可变电阻（或不同长度的导线），看偏转和电流的关系。需要万用表，待核实你家里有没有。
- 验证地磁场：把指南针远离所有电器，看它指的方向，和你手机指南针 App 对比（App 精度待核实）。
安全
- 电池短路会发热。AA 电池短路几秒就烫手，别长时间接着。9V 方块电池短路更热，注意。
- 别用充电宝、汽车电瓶、锂电池做这个实验。电流太大，导线会烧红、绝缘皮会熔化。只用普通干电池。
- 导线剥皮用剪刀或剥线钳，别用牙咬。
- 不要接市电（220V）。任何情况下都不。
- 做完断开电池，别让导线一直搭在电池上。
- 如果导线发热、有焦味，立刻断开。