書接上文,上篇文章我門用庫侖力解釋了洛倫茲力,說明了電流與電流之間的聯繫可以用電場而不是用磁場來解釋。洛倫茲力的解決,可以說明許多電磁問題,如安培力、兩平行導線之間的作用力等等。
但有些問題用洛倫茲力也是沒法解釋的,如電磁感應問題。下面我門來討論一下這個問題。首先讓我們回顧一下電磁感應:電磁感應現象是說當磁場在不斷增大或件減小時,處在磁場中的線圈會出現阻礙磁場增大或減小的電流。如下圖所示,有一磁場垂直紙面向下(由於清晰問題我們沒畫出),在o點有一正電荷。為了便於問題的解決,我門用一通電線圈來代替磁場,由於磁場方向向下,所以電流方向是順時針(我們畫的是電子的流動方向,所以就是逆時針方向了)。
有電磁感應知道磁場會不斷增大或減小,我們不仿說它在不斷增大。那么線圈中的電流就會不斷增大,也就是說沿順時針方向,前邊的電流總是大與他後邊的(電子流也是如此)。我門隨機線上圈左側(如圖由於線圈左邊的電流始終大於右邊的,所以對正電荷的合力會在左側)取A、B兩個截面,經過時間t兩截面的電子分別到C和D。在時間t內,A、B對正電荷的合力如圖所示。由於B截面的電子多與A點,根據F=KQ1Q2/r2,所以合力F2大於F1。為了方便說明,我門還是把F1、F2單獨拿出來,如右下腳小圖。通過圖可以看出在時間t內正電荷所受的合力方向是朝右下方的(也就是說會按逆時針方向旋轉),也就是說電流方向是逆時針的。正好與我們給的磁場電流方向相反,也就是說阻礙了磁場的不斷增大。到此電磁感應問題我們用庫侖力解釋完了。上面我們只給出了定性分析,定量分析有興趣的可以自己研究。互感問題問題也和電磁感應差不多,都可以用次法來說明。
請看下篇:關於畢奧-薩伐爾定律的研究
回憶上篇:關於洛倫茲力的研究(完整版)