安培力做功如何解能量转化须弄清

2016-05-14 19:35沈阳
理科考试研究·高中 2016年5期
关键词:安培力机械能导体

沈阳

电磁现象中,如果安培力做了功,则闭合电路(或通电导体)与磁场之间一定发生了相对运动,使电能与机械能发生相互转化,这就是说,安培力做功与电能及机械能的转化有对应的关系.

一、安培力做功的实质

大家都知道,导体在磁场中受到的安培力,实际上是导体内各定向运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,因此安培力对运动导体做的功也就与洛伦兹力对电荷的作用有关.安培力对导体做功(正功或负功)的过程,也就是导体内定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力参与能量转化的过程,这时导体内的自由电荷所受的洛伦兹力一定与导体不垂直(但始终与电荷运动速度垂直),且安培力所做的功就等于导体内所有定向移动电荷受到的洛伦兹力在垂直导体方向上的分力所做功的总和.

二、安培力做功时的能量转化规律

安培力做功时,导体内运动电荷所受的洛伦兹力参与了能量转化.洛伦兹力在平行导体方向上的分力1驱动(或阻碍)电荷的定向移动,垂直导体的另一分力的宏观效果则阻碍(或驱动)整个导体运动.所以安培力做功的过程,实质上是电能与机械能发生相互转化的过程,安培力对导体做正功,电能转化为机械能;安培力对导体做负功,机械能转化为电能.并且电能的变化量总等于安培力所做的功.

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