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关于平行无限长载流直导线间相互作用力的讨论

时间:2022-11-24 17:40:04 公文范文 来源:网友投稿

【摘要】本文分析了两平行无限长载流直导线间存在着相互作用的库仑力,并运用运动电荷的物理模型,用洛仑兹协变量的变换关系导出了相互作用磁力的公式,解释了实验现象。

【关键词】库仑力 洛仑兹力 洛仑兹协变量

【中图分类号】O44 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0232-02

一、在现行的电磁学教材中,都是从磁场的角度出发讨论平行无限长载流直导线间的相互作用力的问题。

如图1为载有稳恒电流Ⅰ的两根平行无限长直导线,其间距离为a。由无限长载流直导线的磁场公式及安培定律很容易算出每根导线单位长度所受的磁相互作用力大小为:

由于另一根导线表面也分布有均匀电荷,故将受到该电场的库仑力。由电动力学的方法可算出,导体表面电荷密度?浊很小,所以该库仑力与两导线的电流之间的磁相互作用力比较起来可以忽略不计,这也是《电磁学》教材讨论电场力的原因之一。

二、可运用运动电荷的模型分析平行无限长载流直导线间的相互作用力。

由(10)式明显看出:当两导线通有同向电流时,相互吸引,通有反向电流时,相互排斥。(10)式合理解释了实验现象。由(10)式得出磁力的大小与磁场导出的公式(1)相符合,这说明在本问题的讨论中运用运动电荷模型是可行的。

通过以上讨论,既获得了对本问题的较全面的认识,又开拓了分析思路,训练了综合运用知识分析问题的能力,而且深化了对电场力和磁场力的统一性及相对性的认识。因此,这样的讨论对教、学两个方面都大有裨益。

参考文献:

[1]赵凯华,陈熙谋《电磁学》高等教育出版社,1985年6月,P256-P257。

[2][美]E.M.珀塞尔电磙学《伯克利物理学教程》第二卷,科学出版社,第1版,1979年6月,P214-P222。

[3]郭硕鸿《动力学》等教育出版社,第1版,1979年2月,P260。

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