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一个可以判断磁场相对谁静止的实验 摘要：本文首先对磁单极感应实验进行了改进，然后对改进后的磁单极感应实验进行分析，分析指出，根据该实验可以判断出是哪一段导线产生电动势，从而可知磁场相对谁静止。 关键词：磁单极感应， 磁单极感应是指运动磁体的电磁感应现象，当一个圆柱形永磁体匀速转动时，与圆柱体滑动接触的静止导线回路内就有稳定的电流流动（见图1，相当于K断开时）。图1中，A是旋转轴上的滑动触点，D是旋转圆柱磁体中部的滑动触点，V是电流计，R3是电阻，D1、D2是二极管，K是开关。
在怎样解释该现象(即是DVA段还是BCD段产生电动势)的问题上，自从法拉弟与韦伯开始争论以来，一直没有决定性的实验在他们之间做出谁是谁非的判断。相时论诞生以后，认为是DVA段产生电动势，但并没有实验给以证明。下面介绍一个能判断出是哪一段导线产生电动势的实验。 实验装置如图1所示，其等效电路图是图2、图3。图2相当于DVA段产生电动势，图3相当于ABC段产生电动势。在图2、图3中，R1代表V和D1的等效电阻，R2代表D2的等效电阻，E1、E2代表DVA段产生的电动势，E3代表BCD段产生的电动势。显然，E1=E2=E3=E。 令开关K断开、磁体转动时电流计V的读数为Io，令开关K接通、磁体转动时电流计V的读数为I。 实验分析。 若是DVA段产生电动势，等效电路图是图2，则有 Io=E/（R1+R3）……（1） I=E/（R1+R3）……（2） ΔI=Io-I=0……（3） 若是BCD段产生电动势，等效电路图是图3，则有 Io=E/（R1+R3）……（4） I=E/[R1+R3（1+R1/R2）]……（5） ΔI=Io-I=E/（R1+R3）-E/[R1+R3（1+R1/R2）] ……（6） 当实验实测得Io=I时，ΔI=0，说明是DVA段产生电动势。磁力线相对磁体静止，磁场相对磁体静止。 当实验实测得Io≠I时，ΔI≠0，这时可用（6）式计算出的具体数值与实际测量值比较，当实际测量的ΔI值与用（6）式计算出的值相近时，说明是BCD段产生电动势。磁力线相对实验室静止，磁场相对实验室静止。 参考文献：张元仲 著《狭义相对论实验基础》科学出版社1979年9月第一版。 |
