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载直流直导线在磁场中所受洛仑兹力垂直于导线方向只适合对称磁场或均匀磁场
[楼主] 作者:王普霖  发表时间:2015/04/27 10:09
点击:1844次

载流直导线在磁场中所受洛仑兹力垂直于导线方向只适合对称磁场或均匀磁场。

我们知道,形状对称的线圈,产生对称的磁场。要么是中心对称,要么轴对称。比如圆形、方形,以及其他能找出对称轴的线圈,其激发的磁场也是对称的。当一段载有稳恒直流电流的刚性直导线(以下简称导线),处于正交的无限大均匀磁场中时(以后默认导线和磁场垂直),该导线处处所受洛仑兹力方向相同,并且垂直于该导线。

当导线处于轴对称线圈所激发的磁场中,该磁场也是轴对称的。比如椭圆,椭圆形状的线圈有长轴、短轴,那么和长轴平行的导线,并且导线的中点在短轴上,则导线感受到的是对称磁场。感受对称磁场的导线,整体所受洛仑兹力也是和导线垂直的。但是导线上各个点位受到的力不一定垂直。

单线产生的磁场,具有和半径成反比的磁感应强度。那么入L形成直角的导线,自身既当磁场产生者,又当磁场受力者。每一段产生的磁场都是距离的反比函数。处于有梯度磁场中的导线电流元,所受到的安培力,是处处不相等的。方向也是处处不同的。不但导线整体受力不垂直于导线,而且任一局部,也没有垂直受力。

对洛仑兹力的这种认识,在全世界我也是第一个人。大家不懂丝毫不奇怪。

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[楼主]  [2楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 15:37 

轴对称的椭圆磁场和点对称的圆磁场的区别是,圆磁场产生的是匀强磁场,椭圆磁场是轴对称的不均匀磁场。我们的物理实验往往都是使用匀强磁场去进行各种测试,显而易见的就总得出“洛仑兹力总垂直于导线”的结论,又没有人去仔细追究。久而久之,似乎就成了真理。成了没有丝毫令人质疑之处的“真理”。但这些都在喜欢追根刨底的我面前,暴露了破绽。我找到了一根隐秘链条的始端,从此追下去,就越倒腾越多,甚至把基础理论的一部分也连根拔起。我说出的很多东西在你们眼里看都是天方夜谭,因为书本中根本就没有,或者和我说的完全相反。我有很多东西都是经过推敲的,并不是凭空杜撰。试问,有人能够杜撰出一系列理论,而互相不产生矛盾吗?没有。我有些想法是成熟的,但有很多是不成熟的。不很成熟的东西,我就先不公开。但是,我知道,我说的东西,迟早会改变教科书的。我的某些论断,就能颠覆物理大厦的一个角落。现在我就在练手。
[楼主]  [3楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 16:20 

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[楼主]  [4楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 21:30 

为什么 朱顶余 不选别的三角形,偏要选等边三角形这个特殊三角形,说三个边所受安培力(大小)相等,且都垂直于边?因为他看了我的分析已然知道了其它三角形没有这个轴对称的特点了。边长3、4、5的三角形回路还有这个特性吗?
[楼主]  [5楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/27 22:33 

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[楼主]  [6楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:03 

在导体中流动的电流元是一个个电子。电子是有自旋的,每个电子都有极性。导线中无电流时,这些有极性的电子杂乱无章,对外不显极性。在电场力作用下,它们有序排列起来,对外就能显示出极性。因此,导线外的磁场都是一个个小磁体贡献出来的。这些小磁体就相当于我让朱顶余去买的那些指南针。

在导线中流动的这些小磁体总体对外产生磁性,它们顺向排列,进行流动。但是各个小磁体的方向并不是一成不变的。它们的方向也受外界磁场(对方导线中的小磁体)作用而改变方向。一根导线中的小磁体,在受到其它方向的小磁体作用时,它们集体都要作出回应。产生相应方向的力,回应外来磁场。导线产生的磁场就不是一成不变的垂直于导线了。这些导线产生的磁场都是互动的、方向都是可改变的。事实上,我坐标系中的两根错位平行导线,本导线中的小磁体,和对方导线中小磁体的作用,早已改变了导线外磁场的方向。它们各自产生的磁场也早已不垂直于导线了。这点你们谁也意识不到。微观的机理就是这样的。永久磁铁产生磁场的机理也是一样的,电子旋转方向整齐化、磁畴排列的整齐化、有序化就是产生宏观磁场的原因。

在一般导线中,没有固有磁畴,靠的就是电子的定向排列了。导线中的电子旋转方向不仅受电场作用,也受周围磁场作用,还受外来磁场作用。它们全部都是有关联的。此导线中流动的电子,受到彼导线中流动的电子作用,无论那根导线是否和自己所在的导线垂直或者平行,还是具有各种角度,这些相互作用力都存在。

这些相互作用力作用到自身和对方,就会产生相应的姿态变化:改变自身磁场的方向和对方磁场的方向。因此,非对齐的两条导线,它们产生的磁场,在这种相互改变姿态的作用下,已经不和导线垂直了。这就等效为两条不平行的导线产生的垂直磁场。那么不平行的两条导线,其中必有x方向的力存在。

我告诉你们,无论理论还是实验,这个x方向的力都存在!这些微观机理 朱顶余 怎么能用公式表达出来?他用公式表达出来的就都不是物理实际,物理实际是和我说的一样的!看过几本书,背熟几个公式,记住几个现成的死概念不叫精通物理。不会分析物理实质才叫做理盲!


顺便更正[5楼]最后一句“你们还坚持所有安培力都垂直于磁场吗?”为“你们还坚持所有安培力都垂直于导线吗?”
[楼主]  [7楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:44 

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[楼主]  [8楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 13:44 

有些人用一知半解,怎么能和我研究细微机理的人相比?把电子比作一个小磁体,用线连结它的质心,把它悬浮在空中。它可以围绕质心全方位转动(具体怎么实施另当别论。可以把小磁体做成可漂浮的空心球形磁铁,漂浮在水面上,也可以把球形磁铁置于水银中),不与其它磁铁作用时,它单独产生的磁场方向是稳定的。但是用同样一个小磁体去接近它,这个磁铁的方位就会改变。

处于导线中的电子产生的磁场也如是。能改变电子极性排列的不仅有电场,还有外面其它导线中流动的电子。那些电子就如同接近悬挂磁铁的另一个小磁体一样。它们都会相互影响极性的方向,最后达到新的稳定方向。这些小磁体实际都是存在于各自导线中的。它们之间的相互作用就会改变导线磁场分布、改变磁场的方向。为什么我让朱顶余去买指南针去做实验?

一把米尺上如果一线固定上20个指南针,这些磁针都会首尾顺序排列起来。那么整条米尺就相当于一个棒形磁铁,也相当于一条载流导线。你用两根这样的米尺相互作用,你们可以看到,不管把它们平行放置、有角度放置、垂直放置、交叉放置、错位放置,它们尺上的小磁针都会稳定到某个新位置,打破了原来的呈一线排列的局面。小磁针在建立的新位置上,要和相邻的小磁针和外界的小磁针达到力的平衡。这样,两把米尺的力也建立起来了。而米尺之间的力,并没有谁规定它一定要和米尺垂直。它们产生的力可以有任何方向。当然,对于对称的尺,我们还能找到产生垂直力的特殊两尺的布局。

这些作用力的总和,就是两米尺的受力。它们总作用在一条直线上,而不是作用在两条互不连接的平行线上。

对于我坐标系中的两线,如果初始位置是对齐的,并且在滑槽内,它们之间的力确实是和导线垂直的。你们信不信,当我微微移动滑槽内的一根导线,另外一根导线也会跟着移动?

我微微移动了两根原本对齐的受力导线,就造成了各自导线中所有电子极性的偏转。这些电子方向的集体偏转,就相当于改变了平行线的角度,就在两导线中产生了x方向的受力。

 [9楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/28 17:38 

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[楼主]  [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 19:29 

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[楼主]  [11楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/28 19:49 

我在前面说过,导线中的载流子在电场中会极化出极性。但是被极化的却不仅仅是载流子,其它外层、内层不流动的电荷也同样会受到极化。它们都是产生磁场的物质。在动态过程中,这些物质也参与储能。所以,当外部对超导体施加作用力(磁力)时,受力主体却不光是载流子,还包括这些被极化的其它物质。这些物质也是可以和外界磁场作用的,干吗非得和载流子之间有摩擦呢? 我们从地面捡起一个物体,物体整体都被拿了起来,物体内部的力就能传递我们的力,并不需考虑其中的电子和物体有没有摩擦
 [12楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/29 08:37 

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[楼主]  [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/29 16:06 

马老师:
导体的安培力是内部的电流传递给它的,这没错,但也不全对。在空间的两个磁铁,不管你如何放置它,它们之间总存在力。物质只要被极化,它们就会产生力。不流动的电子也会受到极化,也会受力。这就要看物质受极化的程度。顺磁物质、铁磁物质、抗磁物质在不通电的情况下,也会和磁场作用,产生力。这就说明安培力不仅是磁场和导线电流的作用,而且还和导体(或其他绝缘物质,如空气)中其它不参与导电的电子也发生力的作用。

我图中的两导线都通有电流,内部的电子都是处于极化状态,两导线中被极化的电子之间总有力存在。这就如同空间中任意摆放的两个小磁体,它们之间总有力存在。你不信就拿两块圆柱形磁铁比划比划看,任你如何摆弄,它们之间总有力存在,且总在两体连线上。那么对于被极化的两电子,也是如此。

因此,我的那两条错位导线中的所有被极化的电子,都与另外导线中所有被极化的电子作用。两导线有相互沿直线的受力,因此两导线必有x方向的力存在。两导体中电子的相互作用,事实上改变了电子们的自转轴取向,这我在前面已经说过。每个电子产生的磁场(磁力线)都不是在和导线垂直的平面内了,已经都偏离了一个(或多个)角度。两导线中这些偏离了轴线垂直面的环形磁力线的总合,相当于不平行平行导线产生的磁场。它们就能产生x方向的力。三横一竖,竖的上下出头,就相当于单独导线从侧面看产生的磁力线。竖代表导线,三横代表三个电子产生的闭合磁力线在径向的投影。那么对于两导线经过力作用的磁场,它们的闭合磁力线投影就相当于把三横变成三撇。马老师你也去买20到40个指南针去做个实验,试完便知。花费保证不超过200元,保证解你们心头疑惑,值!
 [14楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/29 17:52 

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[楼主]  [15楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/29 19:59 

对[14楼]说:
没有电场只是宏观上没有,微观上照样存在!这就和电偶极子一样,大量可产生很大的磁场,但却不显电性。在导体内,存在微观电场,这些微观电场作用在每个电子上就形成首尾定向排列。每个电荷的正极性端都和其它电荷的负极性端相吸引。电场的存在是维持导体电流的必须,因为导线的电阻会辐射能量,会降低载流子极化程度。

在超导体中,这些载流子前后之间的电场依旧存在。但是因为电阻的消失,没有了能量辐射,因此不会降低载流子的极化程度。也就无须电源补充能量了。也就不需要维持电流流动的外加电场了。但是,每个电子的极性依然被前后的电子所极化。整个超导体就是一个极化电子组成的闭环。

因此,超导物质,在温度低于临界温度时,超导体内的这种闭环极化会自发产生,并且永不消失。这也是从来没有人知道的。超导体内的这种自发极化发生连锁反应,会使体内一切可被极化的物质达到饱和极化。因此,任何外来的磁场都不能再极化超导体了。它也就对外表现出完全抗磁性。这就是我的理论,也是别人没有过的理论。
[楼主]  [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/29 20:50 

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[楼主]  [17楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/30 05:05 

虽然超导体内部自身极化达到极致,磁性也达到饱和,但因为这种极化是完全闭环的特殊极化,因此对外并不显示寻常磁场。它产生的磁场就如同密绕螺线环产生的磁场一样,外面很难看到。它也如同密绕螺线环一样,不能吸引铁块。它对外不显磁性,但抗拒一切带有磁性的东西,不管你是用N极还是S极对着它。这其实就是内部磁饱和的反应,并不是超导体内不存在磁场。这又是一个违反常规的说法。 传统理论认为,超导体内不存在磁场,而我的理论指出,超导体内存在饱和磁场。超导体对任何企图改变饱和磁场的行为都是排斥的。 超导体的问题现在已经超过了本主题的讨论范围,初步发表一下我的见解就是了,我不准备再深入探讨。这里我已经回答了马老师的超导体电中性但存在极化的问题。其实马老师肯对永磁铁钻研一下就可以了解,电极化产生磁场,不一定要有宏观电场存在,微观的就够了。磁场的极化也分为很多种,其中有一般的电偶极子磁化、力致极化,还有无能极化。
[楼主]  [18楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/30 05:22 

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 [19楼]  作者:541218  发表时间: 2015/04/30 05:22 

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[楼主]  [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/30 08:47 

我的图是让大家考虑静态受力。两导线平行间距始终为d。即使考虑运动,我也让它们局限在x轴平行的滑槽内,只允许x方向活动。

导线之间的安培力是电流之间的力,电流之间的力是载流子之间的力,载流子之间的力是通过磁场传递的。

载流子产生的磁场方向是和载流子方向(极性方向)相关的。在微观上,载流子是有自转轴的。它们就相当于一个个小磁体。在单独的导线中,这些小磁体在电场约束下定向排列,形成首尾相接的局面。

两个指南针,在排除地磁影响的环境下,你在桌上任意摆放它们,它们都会按照同性相斥、异性相吸的原则重新安排自己的指向。它们总会找到一个角度,使得两磁针在一条直线上平行。它们互相之间的力也在这条直线上。

把这两个指南针放到我图上,一个在A的最左边,一个在B的最右边。你会看到,这两个指南针的受力方向也在这两点的连线上。你可以在两导线上放很多这样的指南针,你会看到它们在和对方指南针作用的时候,还和自己导线上的指南针作用。这些指南针的指向都不再是线上成一字排列的了。在x=0处的两个指南针偏转最大。距离越远,比如两线的两头,偏转越小,受力也越小。但是这个力的两个分力的比值Fx/Fy却越来越大。这些小指南针的指向,没有一个是和两线垂直的,甚至包括x=0点的两个指南针,也不会完全和导线垂直。这说明在导线A上的所有指南针都受到x方向的引力。

在导线中流动的载流子和这些指南针一样,流动过程中,受到对方载流子的作用(空间极化出的磁场为媒介)也都产生这些力。这些力中并没有一个垂直于导线的力,也没有一个平行于导线的力。但是它们每一个力都可以分解出x、y方向的力。同样,它们的合力依然可以分解出x、y方向的力。

载流子自旋方向和小磁针的偏转是一个道理。当两平行线对齐的时候,y方向受力最大,x方向受力为零。这也是和载流导线的效果一样的。

任意导线上,都不可能出现没有受力点的力(如你图上画出的那些小安培力)。只有分析单独物体受力时,可以不画出施力者,那是默认在受力线的反方向、力线发出点的地方有施力者存在的。但分析两物体受力时,就必须把力连接到两个物体上,这是物理原则。否则,画出的图就是错误的。
 [21楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/30 10:58 

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 [22楼]  作者:马国梁  发表时间: 2015/04/30 10:59 
[楼主]  [23楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/04/30 13:09 

马老师:
谁都可以不是吃白饭的,谁也都可以拿出自己的观点来。或者用自己的理论解释你们遇到的怪现象。我从大众的回答中可没有看到别的,看到的都是对安培力总垂直于导线的说法的赞同。你们都搞力学,都不吃白饭,可就是没有人怀疑这个垂直性的成立条件。偶然一次你吃到一个外国歪瓜,你就认为这种瓜是歪的。可你们没有追究它为什么是歪的。我让你们买指南针,几十元、上百元都舍不得花,怎么比得了我成千上万地买设备的?即使你们舍不得买,或买不到,你们在纸上画也能画出来吧?我说的是道理,我说了,你们所有人犯的都是概念不清的错误。不服气吗?为什么我让你们选择立场?没立场就没办法讨论。首先,你们承认不承认牛三?牛三有三条内容,作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线的两个物体上。

我在《论两段导线……》对楼主先生画的图表达了反对意见,我是有一大套说法的。你再看支持垂直说的人,就是空口一说,就想反对、就想奚落,没根没据。我相信他们背诵公式的能耐大大的。我现在讲细节:那些画出的垂直小安培力是发出给谁的?作用在哪点了?没有作用对象、没有作用点的力叫力吗?那是根据牛顿第几定律来的?可能那些说风凉话的人自己回答不上来。我反对朱顶余的说法,我是认真对待的,他错我绝不迁就,是对我绝不否定。我长篇大论论述,都是有说法的。你不从安培力这上面说服他,他就不认错。我说楼主的图画错了,我说明了为什么。他说让我画一个图出来。要求我画并不难,我告诉楼主就可以了:在他的每根导线上,画出了6个力的作用点,比如是A1、A2、A3、A4、A5、A6和B1、B2、B3、B4、B5、B6。让他把那些垂直线删除,在原基础上画出
A1-B1、A1-B2、A1-B3、A1-B4、A1-B5、A1-B6
A2-B1、A2-B2、A2-B3、A2-B4、A2-B5、A2-B6
A3-B1、A3-B2、A3-B3、A3-B4、A3-B5、A3-B6
A4-B1、A4-B2、A4-B3、A4-B4、A4-B5、A4-B6
A5-B1、A5-B2、A5-B3、A5-B4、A5-B5、A5-B6
A6-B1、A6-B2、A6-B3、A6-B4、A6-B5、A6-B6
全画出来不就乱了?拣两个两头的一画就完了A1-B1、A1-B6、A6-B1、A6-B6,一共四根线,这就是全部导线中电子受力示意图。
我的力有力源、有力汇,有直线、有方向。你们的图有这些吗?朱顶余的原始受力图有这些吗?没有,统统没有。基本受力图都画不成牛顿第三定律形式,还有什么理由肯定否定的?
我相信你们,凡是坚持垂直论的,谁也画不出牛三受力图!

[楼主]  [24楼]  作者:王普霖  发表时间: 2015/05/01 06:17 

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