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一个证明切向安培力存在的理想实验
[楼主] 作者:王普霖  发表时间:2017/01/12 21:06
点击:0次

惯性系中,一个圆形表盘,中间O点有一可转动的导体轴,轴上端安装一平行于表盘的、长度为r的直导线段OA,导线段O端固定于轴心O点,导线段A端与半径为r的环形金属导电轨道滑动接触。导体轴和一个电刷接触连接到直流电枢电源的正极,环形金属轨道接在直流电源的负极。电流从电源正极流出,经过电刷、轴,到达导线O端,再流到导线A端,通过环形轨道流回电枢电源负极。这个导线段OA就相当于一个钟表的表针,只是它是能通电的一段表针。我再在表盘外边沿放一个平行于表盘的、半径为R的环形载流线圈(R>r),也固定于盘面上,环形线圈的馈电也由电刷引到直流激磁电源上,电流逆时针流动。所有情况下都不考虑摩擦,也不考虑电源引线电流、轴电流、导轨电流和磁场的作用,也不考虑地磁场、太阳磁场等作用,我专门考察OA这一段导线和载流线圈之间的受力。初始时刻,导线段指向12点位置。装置整体不受外力,可在惯性系空间自由转动。

环形线圈通电后,逆时针电流在环内产生的磁场是N极指向眼睛,环内的磁场方向全都是“点”。这时再把导线段OA通电,此时导线段OA受力向右。这是因为导线段OA的电流加强了11点一侧的场强,削弱了1点方向的场强。导线段OA向右顺时针旋转,可在其上产生反电势。该反电势的产生可以减小导线段OA的电流。导线段OA的反电势吸收电枢电源的能量,开始加速绕O点加速转动。随着转速增加,反电势也不断增加,电枢电流不断减小,直到某一个转速,电枢电流完全回到零,电枢OA不再吸取电源能量,转速也就维持在当前转速下了。这时激磁线圈内的磁场回到未加电枢电源的时左右密度相同的状态。

这个装置是在惯性系中悬浮不受外力的,具有质量的导线段OA顺时针转动,表盘及其固着为一体的线圈必然逆时针转动。这是根据角动量守恒原理得出的判断。

因此,线圈必然受到了来自导线段OA的电枢电流的切向内力F才可以使线圈转动起来,而这个切向力正是电流和磁场之间互相作用的安培力。

在这个例子里,我看到了不对称导线在对称磁场中,表现出的切向安培力。
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[楼主]  [2楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/12 21:47 

更正第二段第四行“开始加速绕O点加速转动”为“开始绕O点加速转动”
[楼主]  [3楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/12 23:36 

如果你承认这个具有质量的导线段OA能够以电动机的原理转动起来,那么它就具有角动量J,根据角动量守恒原理,这个悬浮的表盘和线圈就具有-J的角动量。导线段OA的电流和线圈的电流是使它们产生旋转所需的内转矩之源。线圈所受转矩M=RF,M不为零,F也不为零。F即安培力切向分力。
[楼主]  [4楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/12 23:40 

《一个导体受力实验》帖子是本帖的前身,存在一处判断错误,拟删除。
 [5楼]  作者:541218  发表时间: 2017/01/13 13:00 

这不叫理想实验,这叫瞎胡闹,瞎说八道 胡扯淡 妖言惑众 自以为是 痴人说梦话

“理想实验”是一种严密的思辨(推理、分析,计算,研判)过程 ……并不是信口开河的凭空想象无稽之谈的胡扯淡

 [6楼]  作者:541218  发表时间: 2017/01/13 13:00 

这不叫理想实验,这叫瞎胡闹,瞎说八道 胡扯淡 妖言惑众 自以为是 痴人说梦话

“理想实验”是一种严密的思辨(推理、分析,计算,研判)过程 ……并不是信口开河的凭空想象无稽之谈的胡扯淡

 [7楼]  作者:541218  发表时间: 2017/01/13 13:05 

理想实验  并不是任何人都可以驾驭的   仪器实验 也不是任何人都可以驾驭的  你还是去摆地摊去吧 也要洗洗头 刷刷牙,洗洗澡

衣服穿整齐清洁一点儿没衣服穿我这儿有一大堆不太时髦的款式的貂皮大衣八百件,你可以拿回去穿 别像邋遢得个疯子 

 [8楼]  作者:541218  发表时间: 2017/01/13 13:07 

科学实验 不是你能驾驭的,因为你的天资不够 你属于弱智儿童
[楼主]  [9楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 13:50 

你又来了!昨天你还说什么来着?我说你才真是天资不够呢!这个实验各种前提我都规定好了,你挑不出破绽。不像你的破铜球,处处是破绽。
[楼主]  [10楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 13:58 

那个破铜球,才真是弱智的产物,没有一处有严格的思辨。
 [11楼]  作者:541218  发表时间: 2017/01/13 14:07 

对【10楼】说:
我的球壳经线电流居然得到赵凯华老师的赞赏
[楼主]  [12楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:10 

赞赏管个屁用!
[楼主]  [13楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:17 

我的这个理想实验,首先表明这个通电导线段OA在线圈产生的磁场中会受力向右,这一点你能否定吗?这就是磁场中的通电导体棒。

比如你说它不受力,你就要给出理由,不要在这里瞎胡闹。你可以一步步分析。
[楼主]  [14楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:20 

你先回到中学课本去看,在磁场中和磁场垂直的这段通电导线段OA会不会受力?
[楼主]  [15楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:32 

你要能说出导线段OA不受力的一个理由,当然必须不是莫须有的理由。
[楼主]  [16楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:38 

你把你家墙上的挂钟拆下外壳玻璃,用手沿切向推一根表针,你看表针会不会转?切向力作用在表针上,它就会受到力矩,表针一定会转,你说呢?
[楼主]  [17楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:49 

在线圈内,有激磁线圈产生的中心对称的磁场,一段垂直于磁场的通电导线,它就会受到作用力。为什么它会受到作用力呢?因为作用力方向会产生向该方向的运动,运动会导致导线段产生反电势,会减小导线段的电流,会向减少线圈内磁场势能的方向进行,这也是场势能最小原理所阐述的物体受力本质。
[楼主]  [18楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:54 

【7楼】:
“衣服穿整齐清洁一点儿没衣服穿我这儿有一大堆不太时髦的款式的貂皮大衣八百件,你可以拿回去穿 别像邋遢得个疯子”

朱顶余,说话要算数,我还真没有貂皮大衣,别八百件,就给我八十件吧。你把它们放到一个公证场合,我指定人员去取。
[楼主]  [19楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 14:56 

激磁线圈所流的电流是逆时针,它在环内产生的磁场是B,方向指向眼睛,长度为r的载流导线段OA上流过的电流是I,导线段OA受力大小就是BIr。如果初始时刻它指在12点位置,它的受力方向就是3点钟的方向。如果你说不对,就要给出说不对的理由。
[楼主]  [20楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 15:35 

人都讲究一诺千金,你的诺值多少?
[楼主]  [21楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 15:39 

全世界人都在这里看到了,朱顶余你这句话。没前提声明吧?没限定数量吧?我还不是那贪的人,只取十分之一。说吧,哪天交接?
[楼主]  [22楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 16:20 

八十件貂皮大衣,有点破旧都没关系,只要专家鉴定不是狗尾续的就成。怕的是你八件都没有,就在这里说大话,那你的诺就一钱不值了。
[楼主]  [23楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 16:28 

什么事情,问到实质问题上,你都会张口结舌,头和屁股你再也顾不过来了。我这个是思维上的实验,叫理想实验。在我实验条件的限定下,你指不出任何错误。但即使这样,你也依然会是肉烂嘴不烂。我根本就不相信你有本事能找出我所述实验的问题。不信吗?
[楼主]  [24楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 16:35 

我不会不给你机会,你可以试探着提出各种看法,来证明我说的不对、你必须指出错误出现在哪个环节了。

[楼主]  [25楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 16:43 

我的实验条件中有三个“不考虑”,非导线段OA和线圈之间的电磁力一概不考虑,你看得明白这句话的意思吗?用你那朱脑子好好想想!
[楼主]  [26楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 17:30 

你要懂得我三个“不考虑”的用意,你要懂得“我专门考察OA这一段导线和载流线圈之间的受力”的用意。不懂得就不要瞎胡闹。
[楼主]  [27楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 17:55 

知道电流互感器吧?它就是一个带铁心的密绕螺线环。在环心插入一根载流导线,螺线环上就会有感生电流。该电流就能做功,能在电阻上发热、驱动电流表、电压表指针运动。你把这根导线拔出来,把一根长为L、带电量为Q、速度为V0的均匀带电线穿入这个环心看看,电阻发热、表针运动所需的能量都来自你这根带电线的动能。因此,带电线经过环心后,速度一定会下降到V1。这段带电线受到的力也是电磁力、也是安培力,只是因为这段带电线受到的安培力和运动方向平行且相反,带电线受力做了负功而已。

卫星的运动方向和万有引力方向垂直,万有引力对卫星不做功,但是垂直下落的物体,万有引力会对其做功。力都是一样的力。同样,均匀带电线受到的阻力也是安培力,但因为它和运动方向不垂直,因此做了功了,并不是带电线受到的阻力不是安培力。
[楼主]  [28楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 18:09 

我的导线、电刷、导电轴、环形导电滑轨的作用就是给导线段OA提供一个连续的电流,至于这些部分产生的电磁影响我一概不考虑,都当它们不存在。化简到最后,就剩下一个可绕O点转的载流导体段OA和外面的可绕O点转的环形载流线圈。我所讨论的也就是这两个物件组成的系统。
[楼主]  [29楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 18:22 

所有的路都被我堵得死死的了,你往哪里逃?
[楼主]  [30楼]  作者:王普霖  发表时间: 2017/01/13 19:05 

若把我这段载流导线段OA看作一个顺时针加速旋转的一串直线电流元的话,这个闭环的线圈受到的切向安培力就是很多沿线圈的电流元积分出来的逆时针的系统内力。这个切向受力不等于零,才能使线圈逆时针转动起来。

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