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为什么切割磁力线可以产生电流?

 昵称11935121 2018-02-26

很好的问题。

切割磁力线当然不一定产生电流,我们必须要有一个闭合回路,而且必须要求这个回路中的磁通量变化,变化才可以导致电流。

那么,为什么磁通量变了就能导致电流?

这个当然是因为相对论的要求。

我们知道,如果变化的磁场通量不产生电场,那么肯定会在参考系变化下不满足能量守恒的要求,也就是相当于说磁场的能量会凭空减少。那么请问,磁场能量凭空减少了,总能量无缘无故消失了,这是怎么回事?于是,唯一的补救办法就是让变化的磁通量产生电流,而电流流过电阻可以产生热量,因此总能量保持守恒,磁场能量可以转化为热量。

所以,切割磁力线产生电流的本质是总能量要守恒,这其实是相对论的要求。

其实,其他的物理现象,很多也可以归结为总能量要守恒。

那么,为什么总能量一定要守恒呢?

这就是物理规律的统一性了,具体来说与时空的性质有关。在一个局部平坦的时空里,存在一个时间平移的对称性,这个对称性一定会导致能量守恒。

对于高中学生来说,则不需要思考的那么深入,你只要知道楞次定理就可以了,能判断电流的方向,能用洛仑兹力等公式判断电磁力的大小就好了,如果思考的太深,高考也不考,而且容易走火入魔。毕竟物理学这个东西深不见底,没必要在高中阶段就掌握到太深的程度。

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