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地球之所以能够孕育并演化出形形色色的生命 ， 除了处于宜居带、拥有液态水、适宜的大气层和一定浓度的氧气之外 ， 还与拥有稳定的磁场密不可分 。 大量来自宇宙空间的高能粒子和来自太阳的伽马射线、X－射线 ， 在到达地球外围的磁场空间后 ， 就会被反弹出去或者引导到地球的两个磁极区域 ， 从而最大限度地减弱了对地球表面的高能冲击 ， 为地表上生存的各种生物的正常生存和发展提供了安全的环境 。 大家都知道 ， 通过切割磁力线可以产生电流 ， 那为什么我们不应用地球的磁场来发电呢？
磁场发电的原理
【地球拥有可以阻挡高能粒子的磁场，为何不利用这个磁场来发电呢？】根据电荷守恒定律 ， 在任何一种环境下 ， 电荷都不会平白无故地产生 ， 也不会无缘无故地消失 ， 只能从一个物体上转移到另一个物体上 ， 或者从物体的一部分转移到该物体的其它部位 。 大家看 ， 这个守恒定律是不是和质量守恒、能量守恒定律的表述差不多 ， 可见 ， 守恒定律是物理学中的一个普遍规律 。
物体都是由微观粒子构成的 ， 而原子是最基本的组成部分 ， 原子是由带正电荷的原子核及核外带负电的电子所构成 ， 正常情况下 ， 两者所带的正、负电荷量是相等的 ， 因此处于平衡状态 ， 对外不显示带电性 。 而当外界环境发生变化 ， 使得原子核外的电子发生转移 ， 使得原子核与核外电子所带的电量不相等时 ， 原子本身对外就会表现出带电性 。
金属导线里面都含有自由电子 ， 在没有电场或者磁场影响时 ， 这些自由电子都在做着无规则的运动 ， 而电流的形成需要电荷的定向流动 ， 因此在这种情况下导线里面是形成不了电流的 ， 导线上也不会出现电势差 。
而当金属导线垂直于磁力线的方向作定向移动时 ， 也就是我们常说的切割磁力线 ， 那么自由电子就会因磁场的作用 ， 受到同一方向的作用力进行着相同方向的运动 ， 在物理学中这个因磁场产生的作用力 ， 称之为洛伦兹力 。 自由电子的统一运动方向 ， 是由磁场方向和切割磁力线的方向共同决定的 ， 遵循着“右手定则”规律 。 在自由电子同方向的运动之下 ， 就会在导线中形成电势差 。
如果导线是独立非闭合状态 ， 则这种电势差产生的电流是不可持续的 ， 最终正、负电荷分别会在导线的两端聚集 ， 在导线内部形成洛伦兹力和内建电场力的平衡状态 ， 不会再产生新的电流 。 而当导线处于闭合状态时 ， 通过切割磁力线形成的正、负电荷会在磁场以外的区域发生中和 ， 导线内部将不会形成内建电场 ， 新的正、负电荷也将源源不断地产生 ， 于是感应电流就形成了 。
利用地磁场形成感应电流的尝试
知道了利用磁场进行发电的原理之后 ， 还需要了解一个问题 ， 那就是影响感应电流大小的因素都有哪些 。 通过先前科学家的理论和实践研究 ， 在理想状态下 ， 一个长度为L的导线 ， 在磁感应强度为B的均匀磁场中 ， 做着以相对速度为v的切割磁力线运动 ， 那么产生的感应电动势值E=BLv 。 也就是说 ， 磁感应强度越大、导线长度越长、速度越快 ， 产生的电动势强度也就越大 。
科学家们在掌握这一规律之后 ， 为了便于更直观和有效地了解能否利用地球磁场进行发电 ， 将目标瞄准了太空 ， 因为在做这个实验的时候 ， 如果在地面将会受到诸多复杂因素的影响 ， 无论是导线的长度还是运动速度 ， 都将会受到严重制约 。
在1992年的时候 ， 美国科学家在利用阿特兰蒂斯号航天飞机运载相关卫星升空时 ， 顺便携带了一根长度达2万米的金属线 ， 然后在太空中用这颗金属线将航天飞机和卫星连接在一起 ， 以便做高速的切割地球磁力线的操作 ， 结果真的发出了电 ， 电流强度为3A左右 ， 不过实验不是很成功 ， 金属线发生了断裂 。 后来在1996年时又做了一次相同的实验 ， 结果也不尽如人意 。 不过 ， 通过这两次实验 ， 人们意识到 ， 通过切割地球磁力线 ， 的确是可以产生电流的 。
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