既然安培力是洛倫茲力的巨集觀形式,那為什麼洛倫茲力不做功,而安培力卻能做功?

時間 2021-05-29 22:20:16

1樓:Gilbert

首先要宣告一點,洛倫茲力在中學和大學的定義是有所不同的。

中學:F(洛)=qvB 大學:F(洛)=q(vB+E)

明顯,大學電動力學教科書中定義的洛侖茲力是所有的電磁力,既包括磁場部分,也包括電場部分,

電場部分當然有可能做功。

那麼,這樣來看,題主問的問題是站在中學的角度出發。故F(洛)=qvB,不考慮電場因素。

洛倫茲力不做功是因為力的方向與粒子的運動方向垂直,根據功的公式W=FScosθ,θ=90°時,W=0。

而安培力是與導線中的電流方向垂直,與導線的運動方向並不一定垂直,一般遇到的情況大多是在同一直線上的,所以安培力做功不為零。

2樓:

這個問題很有意思,我嘗試著推導了一下。

下面以「直流發電」和「通電做功」為例,如圖:

外力做功,發電

巨集觀上看,安培力向左,阻礙金屬桿運動,做負功。

運動分解,受力分析

f1促進自由電子向下運動,生成電流,巨集觀表現為發電。

f2阻礙自由電子向右運動,表現為安培力,做負功。

f1和f2是洛倫茲力的兩個分力。

W1和W2分別為f1和f2做的功,加起來為0,可見,洛倫茲力不做功。

通電,產生電流做功

巨集觀上看,安培力向右,和運動方向相同,做正功。

運動分解,受力分析

f1阻礙自由電子向下運動,巨集觀表現為耗電。

f2促進自由電子向右運動,表現為安培力,促進金屬棒向右運動,做正功。

f1和f2是洛倫茲力的兩個分力。

W1和W2分別為f1和f2做的功,加起來為0,可見,洛倫茲力不做功。

原圖:學習物理,就是要明確物件、階段,從運動、力、能量、動量等角度去分析。列出公式,明確每個物理量是什麼。對於向量,要明確大小和方向。

3樓:雪齋

洛侖茲力當然做功了, 你是站在磁鐵參考係看的。如果以導線為參考係,磁場一定是變化的,變化的磁場產生了電場,這個環形電場正好是沿著導線方向的,E做了功。

4樓:

安培力做的功完全來自電場力,由電源提供。

實際上這裡安培力不是洛倫茲力,而是洛倫茲力的乙個分量。為了方便,假設導體棍平行於x軸放置,電子向x軸正方向(稱為右)流動,導體運動方向是y軸正方向(稱為上). 這樣的話電子實際運動方向是右上,受到的洛倫茲力向左上。

電源給它向右的電場力抵消了向左的洛倫茲力分量以保證電子繼續向右勻速運動。洛倫茲力現在只剩下向上的分量,它推動導體棍向上運動。

然而,分析電磁力對電子做的功時,注意電子運動方向為右上,所以向左上的洛倫茲力不做功,而向右的電場力會做功。

5樓:班傑明

洛倫茲力的條件是,電子有乙個初始速度。如果電子速度為0,洛倫茲力=0。

安培力要做功的原因是,為電子提供初始速度,讓電子動起來。然後由洛倫茲力方向變90度(速度不變)。撞到導線側壁,帶動導線移動。

你也可以這樣想,當一堆靜止的電子放在磁場裡,電子根本不動,洛倫茲力和安培力都不做功,。

當有個電子發射管在發射的時候,安培力做功讓電子有了初始速度發射出去,打到了小明的臉上,好痛!!!!

但洛倫茲力只是改變軌跡,不做功。

6樓:D Flip Flop

安培力做了功電路裡消耗的電功率更大了啊,能量又不是來自磁場的是來自電源的。

就好像,剛體接觸的支援力不做功,但你水平推斜面上的物體,必須要有斜面支援力物體才克服重力上公升。

這裡磁場就相當於這個斜面,水平力相當於外電源。

為什麼洛倫茲力不會做功,而安培力可以?

天地不容南宮恨 根據公式 F v B q可以看出洛倫茲力和速度永遠是垂直的,W Fvt v Bq vt v v Bq 0 於是洛倫茲力不做功 泊雲 洛倫茲力的物件運動電荷,安培力的物件是通電導線,受力物件不同。兩者本質上都是電磁力的動態表現,上文只是示意圖,真實情況下,三者並不是正交直線。如果帶電粒...

我可以說安培力是導體中的洛倫茲力的分力的總和嗎,也就是洛倫茲力其中垂直導體棒的分力的巨集觀體現?

不可思議元素 可以。推導過程如下 如果有一根均勻柱形導體棒,長度為 通有電流 橫截面積為 導體棒內部的載流子電荷量為 體積密度為 平均運動速率為 那麼電流 就應該有 即電流等於單位時間內流過橫截面積的電量。如果將這跟導體棒放置在與其垂直的均勻磁場 中,載流子就會受到洛倫茲力。每個載流子受到洛倫茲力的...

洛倫茲力更為本質的解釋是什麼?

ydudhh 洛倫茲力和安培力是有區別的,在電機這一物理物件中,線圈受到的安培力 巨集觀 可以看成是大量電子受到的洛倫茲力 微觀 的總和。在磁場中,雖然無電流的靜止導體裡的各個電子都受到洛倫茲力,但由於其中電子的熱運動雜亂無章,因此導體受到的安培力為0,巨集觀上不受力不運動。 磁場是電場的相對論效應...