以導線垂直于磁感線方向放置,在外力作用下切割磁感線產(chǎn)生電動勢為例(任意畫一種情況即可),根據(jù)右手定則,可畫出磁場,導線,電流的三者關(guān)系,這個過程中電荷在空間中的軌跡是一條與導線方向成角度的斜線(類似于運動的合成與分解中的小船過河),其所受洛倫茲力方向可根據(jù)左手定則判斷為與實際軌跡方向垂直(顯然是不做功的),也與導線成一定的角度,而且,洛倫茲力一定可以分解成沿電流正向和沿導線運動反向的兩個分力,其效果分別為產(chǎn)生電動勢和阻礙導線的宏觀運動,前者為電場力,后者就是平時所說的安培力,這兩個力對分別做正功和負功,代數(shù)和就是洛倫茲力做工,我們前面說了,洛倫茲力與電荷運動方向垂直,所以是不做功的,而洛倫茲力的分力之一,安培力確實是做負功的.
同理可以論證通電導線在磁場中受運功時洛倫茲力不做功,安培力做正功,電場力做負功的情況.
與磁場有關(guān)的應該是安培力和洛倫茲力.
關(guān)于洛倫茲力做功與否,按照功的微積分形式定義,dW=F*dS=F·v·dt(其中F、S和V都是矢量)而洛倫茲力的定義式是F=qvB方向與V垂直,就是說F與V時刻是垂直的,那么其數(shù)量積也是0.就是說洛倫茲力任何時候都不可能做功.
安培力是洛倫茲力的一個分力.想象一下在導線里有無數(shù)自由電子,通電后他們開始定向移動.這時,他們會受到洛倫茲力的作用,沿垂直速度方向產(chǎn)生一個加速度,那么每個電子都具有相同的加速度,宏觀上便表現(xiàn)為產(chǎn)生了一個安培力,方向垂直于電流方向(即電子初始時刻的速度方向).具有加速度后,若此時導線在此加速度的作用下開始移動,則電子對地的速度不再是電流方向,而是在垂直于電流方向有一個分量,那么洛倫茲力也改變方向,與現(xiàn)在的對地速度垂直.但是此時安培力的方向沒有改變,仍然垂直于電流方向.將洛倫茲力沿安培力方向做正交分解,于是此時安培力作為洛倫茲力的一個分力做正功,洛倫茲力的另一個分力做正功.他們的合力并不做功
為什么洛倫茲力不做功安培力卻做功
為什么洛倫茲力不做功安培力卻做功
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