视频字幕
磁场是磁体周围存在的一种特殊物质。虽然我们看不见摸不着，但可以通过磁感线来描述磁场的分布和性质。磁感线从N极出发，到S极结束，它们有几个重要特点：磁感线不会相交，在磁感线密集的地方磁场较强，在稀疏的地方磁场较弱。我们可以用小磁针来探测磁场的方向，小磁针的N极总是指向磁场的方向。
地球本身就是一个巨大的磁体，具有自己的磁场。有趣的是，地球的磁北极实际上位于地理南极附近，而磁南极位于地理北极附近。地球磁场的磁感线从磁南极指向磁北极，在地球表面形成复杂的磁感线分布。指南针之所以能够指向北方，就是因为受到地球磁场的影响。地球磁场还有一个重要作用，就是保护地球免受来自太阳的有害粒子侵袭。
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了一个重要现象：通电导线周围会产生磁场。这种现象称为电流的磁效应，第一次建立了电和磁之间的联系。通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的同心圆。为了确定磁场方向，我们使用右手螺旋定则：用右手握住导线，拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是磁场的方向。
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象：当磁体与线圈发生相对运动时，闭合线圈中会产生感应电流。这一发现建立了磁生电的重要联系。产生感应电流需要满足两个条件：首先必须有闭合的电路，其次磁感线的条数必须发生变化。这种变化可以通过磁体运动、线圈运动，或者改变磁场强度来实现。电磁感应现象是发电机工作的基本原理。
电磁感应在现代生活中有广泛的应用。发电机是最重要的应用之一，它利用电磁感应原理将机械能转化为电能。当线圈在磁场中旋转时，磁感线条数不断变化，产生感应电流。变压器利用电磁感应改变交流电的电压。电磁炉通过产生涡流来加热食物。感应电机则利用电磁感应产生的电磁转矩来驱动机械运转。这些应用极大地改变了我们的生活方式。
通电导线在磁场中会受到安培力的作用，这是电动机工作的基本原理。安培力的大小与电流强度和磁场强度有关，电流越大，磁场越强，安培力就越大。安培力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，让四指指向电流方向，磁感线穿过手心，拇指所指的方向就是导线受力的方向。当改变电流方向时，安培力的方向也会发生改变。
1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次实验中偶然发现，当导线中有电流通过时，附近的小磁针会发生偏转。这个重要发现揭示了电流的磁效应，即通电导线周围会产生磁场。奥斯特实验表明：通电时小磁针偏转，断电时磁针回到原位，改变电流方向时偏转方向也会改变。通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的同心圆。我们用右手螺旋定则来判断磁场方向：右手握住导线，拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是磁场的方向。
1831年，英国物理学家法拉第经过长期研究，终于发现了电磁感应现象。他发现当磁体与线圈发生相对运动时，闭合线圈中会产生感应电流。具体表现为：当磁铁插入线圈时会产生感应电流，当磁铁从线圈中拔出时也会产生感应电流，甚至线圈在磁场中运动也会产生电流。产生感应电流需要满足两个重要条件：第一，必须有闭合的回路；第二，穿过回路的磁通量必须发生变化。这一发现实现了磁生电，与奥斯特发现的电生磁一起，完整地建立了电和磁的相互转化关系。
为了确定感应电流的方向，俄国物理学家楞次总结出了楞次定律：感应电流的方向总是使它产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量变化。具体表现为：当磁铁靠近线圈时，感应电流产生的磁场与磁铁的磁场方向相反，形成相斥的作用；当磁铁远离线圈时，感应电流产生的磁场与磁铁的磁场方向相同，形成相吸的作用。楞次定律体现了能量守恒定律，因为阻碍磁通量变化需要外界做功，机械能就这样转化为了电能。这个定律帮助我们准确判断感应电流的方向。