磁場中の電流にはローレンツ力が発生する。しかし静止導体が「動く均一磁場」をうけたらどうなるか?この回答は相対論のローレンツ変換で磁場が電場に変換されることで説明ができるが、
http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n385367
相対論をつかわなくても説明できる。
図1
おもしろいこと考えました。と言っても、これは若いころから考えていたことですが、この機会にまとめてみましょう。
図1でです。言ってみれば同期発電機です。コイルが固定で、界磁が回転します。それがBでvでx方向に走ります。
B=f(vt-x)----------(1)
とします。これから、電磁気学に従い誘導起電力を計算します。コイル長さはLとします。コイル鎖交磁束Φは、
Φ=∫(x1、x2)L*f(vt-x)dx----(2)
誘導起電力Eは、
E=-dΦ/dt
=ー∫(x1、x2)L*(df(vt-x)/dt)dx-(3)ここで、
ここで、
df/dx=-f’
df/dt=vf’=ーvdf/dx
から、
E=L*v*f(vt-x):(x=x1、x2)
=L*v(f(vt-x2)-f(vt-x1))
★ここでx2-->∞とし、そこでB=0とすれば、
E=ーL*v*f(vt-x1)<-------(4)
この(4)式はfが変化しなくても、たとえば、
f=x1の近辺で一定(B0)で無限遠のx2では=0
としたとき、
E=-L*v*B0
となり、均一な磁場B0が動くことで、ローレンツ力が生じていることを示しています。
まさに、導線は静止で、均一の磁場が動くことで、誘導起電力が発生していることを示しています。