為什麼洛倫茲力不做功

時間 2021-08-11 17:28:52

1樓:雨說情感

洛倫茲力每時每刻都與速度方向垂直,所以洛倫茲力對帶電粒子不做功,它只起到改變帶粒子運動方向的作用,不改變粒子的速率,也不改變粒子的動能。

洛倫茲力的大小

1、電荷速度方向與磁場方向垂直時,洛倫茲力的大小f洛=bvq;

2、磁場對靜止的電荷無作用力,磁場只對運動電荷有作用力,這與電場對其中的靜止電荷或運動電荷總有電場力的作用是不同的。

3、當時電荷沿著(或逆著)磁感線方向執行時,洛倫茲力為零。

4、當電荷運動方向與磁場方向夾角為θ時,洛倫茲力的大小f洛=bvqsinθ;

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安培力和洛倫茲力的關係

洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用力,安培力是磁場對通電導線的作用力,兩者的研究物件是不同的。安培力是洛倫茲力的巨集觀表現,洛倫茲力是安培力的微觀實質。

對洛倫茲力和安培力的聯絡與區別,可從以下幾個方面理解:

1、安培力大小為f=ilb,洛倫茲力大小為f=qvb。安培力和洛倫茲力表示式雖然不同,但可互相推導,相互印證。

2、洛倫茲力是微觀形式,安培力是巨集觀表現。洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受的洛倫茲力的巨集觀表現。

3、儘管安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受的洛倫茲力的巨集觀表現,但也不能認為定培力就簡單地等於所有定向移動電荷所受洛倫茲力的和,一般只有當導體靜止時才能這樣認為。

4、洛倫茲力不做功,安培力可以做功。

5、洛倫茲力受力方向要區分正負電荷,電性不同,方向不同,安培力方向不區分。

2樓:匿名使用者

以導線垂直於磁感線方向放置,在外力作用下切割磁感線產生電動勢為例(任意畫一種情況即可),根據右手定則,可畫出磁場,導線,電流的三者關係,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(類似於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,其效果分別為產生電動勢和阻礙導線的巨集觀運動,前者為電場力,後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。

與磁場有關的應該是安培力和洛倫茲力。

關於洛倫茲力做功與否,按照功的微積分形式定義,dw=f*ds=f·v·dt(其中f、s和v都是向量)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,那麼其數量積也是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.想象一下在導線裡有無數自由電子,通電後他們開始定向移動。這時,他們會受到洛倫茲力的作用,沿垂直速度方向產生一個加速度,那麼每個電子都具有相同的加速度,巨集觀上便表現為產生了一個安培力,方向垂直於電流方向(即電子初始時刻的速度方向)。

具有加速度後,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,而是在垂直於電流方向有一個分量,那麼洛倫茲力也改變方向,與現在的對地速度垂直。但是此時安培力的方向沒有改變,仍然垂直於電流方向。將洛倫茲力沿安培力方向做正交分解,於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。

他們的合力並不做功

3樓:雷迪嘎嘎

洛侖茲力對電荷不做功,但是並不代表洛侖茲力的分力對運動電荷不做功。

一段導線,假設在磁場中受安培力而水平移動。注意,電子也在沿導線運動。所

以根據運動的合成與分解,

電子的運動軌跡是斜著的。

洛侖茲力是垂直於電子運

動軌跡的,

所以洛侖茲力一定是斜著的。

那麼我們就可以將洛侖茲力分解為垂直

於導線方向和沿導線方向。

垂直於導線方向的洛侖茲力分力做正功,

正功使導線

機械能增加(就是我們看到的安培力做的功);沿導線方向的分力做負功,這樣

實現了電能與機械能的轉化,負功阻礙電子運動(即阻礙電流,消耗電能,這部

分功體現在電能的減小上)

。並且正功大小一定等於負功大小,

這樣洛侖茲力的

總功才為

0。所以我們平時就看到到安培力對導線做功,而洛侖茲力不做功

4樓:匿名使用者

因為該力的方向和速度方向垂直,所以不做功

5樓:匿名使用者

一個帶正電的粒子,以水平初速度v飛向豎直向下的勻強磁場中,則洛倫茲力垂直紙面向內,與速度垂直,不做功,實際上根據左手定則,洛倫茲力永遠垂直於速度

但是要注意,洛倫茲力對帶電粒子不做功,那麼洛倫茲力不能改變帶電粒子的動能,換言之不改變速度的大小,但是可以改變速度的方向。

6樓:實力才是勝利

洛倫茲力的卻不對電荷做功,但就像提供一個向心力一樣,使電荷作曲線運動。因為受力方向與初速度方向不在同一直線上。

水平曲線運動中向心力產生向心加速度(法向加速度),使物體的速度方向不斷改變,但無法改變運動速率,同時始終不對物體做功。洛倫茲力也使物體的速度方向不斷改變,但無法改變速度大小,也就是速率。

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