判断洛伦兹力用左手还是用右手 判断安培力用左手还是用右手( 二 )




也就可以推理如下式子

由此,我们可以知道这个模型中整个能量的分配关系如下


反向电动势在消耗电能,这部分消耗的电能,都转化到了导体杆的动能上去(增加了导体杆的机械能) 。


本质上讲,是洛伦兹力起到了将电能转化为机械能的桥梁 。


2)(发电机模型)不给导体通电,导体杆有初速度v1,忽略一切摩擦

由于导体杆具有向右的初速度v1,那么自由电荷就会受到向下的洛伦兹力F洛1,这个力会使得自由电荷沿着导体杆向下移动,假设移动向下定向移动的速度为v2,那么自由电荷就会受到一个想左的洛伦兹力F洛2 。


这个F洛2的宏观表现就是导体杆所受的安培力,F洛1的宏观表现就是产生了感应电动势,由于洛伦兹力不做功,所以,W1 W2=0 。


由此,我们可以得到这个模型的能量分配如下

导体杆克服了安培力做功,而安培力做功的大小等于产生的感应电动势做功的大小,也就是说,动能全部转化成了电能,然后这部分电能会通过电阻,通过电阻后就会生热


所以,最终的关系就是导体杆的动能,全部转化成了电阻的热量耗散 。本质上讲,还是由于洛伦兹力起到的桥梁作用 。


04我对本文的内容进行复盘总结:


①"安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质",这句话无法解释安培力可以做功,但是洛伦兹力永不做功的问题;


②我推推导了安培力与洛伦兹力的表达式之间的关系;


③我引入了两种模型,一个是电动机模型,一个是发电机模型,从本质上讲解了洛伦兹力与安培力的关系:


洛伦兹力垂直于导体杆的分力的合力才是安培力;洛伦兹力沿着导体杆的分力的合力产生了感应电动势,并且可以知道安培力做功=感应电动势做功,洛伦兹力在机械能与电能之间起到了桥梁作用 。


这篇文章我已经尽力的写的通俗,但是理解起来还是需要你花一点点功夫琢磨一下,但是请相信我,花这点时间搞清楚本文的内容,是很值得的 。

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