电磁学

这是 Yajun Wei 发表在 2024年 09 月《The Physics Teacher》的一篇论文。 通电导线在磁场中的受力，和电流、磁场中导线长度均有关，这篇文章给出了 $F = BIL$ 的思想实验。 思想实验经常被用于哲学、物理学、经济学、社会心理学、法学、组织研究、市场营销和流行病学等多个领域。 比较有名的思想实验是伽利略的自由落体思想实验： 假设我们认为重的物体轻的物体下落得快。 那么想象两个轻重物体相互连接并从高处落下。较重的物体会促进较轻的物体下落。与此同时，较轻的物体会延缓较重物体的下落。这就导致了连接物体的速度介于轻物体和重物体的下落速度。但连接体的质量比重物体的质量大，因此下落速度会更快。这显然就矛盾了，因此可以认为假设不成立 —— “重的物体轻的物体下落得快”不成立。 下面来看一下通电导线受力 $F$ 和电流 $I$ 的关系 假设通电导线长为 $l$，电流为 $I$，在磁场中受到的力为 $F$。把电流 $I$ 增加到 $2I$，可以设想把 $2I$ 的电流分成两半，每一半均为 $I$ ，如上图 (d) 所示。当一半的电流 $I$ 时的受力为 $F$，因此通电 $2I$ 的导线受力就为 $2F$ 。通电导线受力 $F$ 和电流 $I$ 成正比。 下面来看一下通电导线受力 $F$ 和导线长度 $l$ 的关系 设想把导线长度变成 $2l$，则每一半导线受力均为 $F$，总的受力为 $2F$，通电导线受力 $F$ 和导线长度 $l$ 成正比。 ...