安培力功和焦耳熱之間有什么關系? 以下是小編整理的相關內容。 歡迎朋友們閱讀以下內容。
安培力所做的功與焦耳熱之間的關系
安培力所做的功與焦耳熱之間沒有必然聯系。 它類似于摩擦和生熱。 物體克服摩擦力做功,會產生熱量; 與向上拋擲運動類似,物體克服重力做功,重力勢能減小。 這樣,物體克服安培力做功,將其轉化為焦耳熱。
在磁場中,對于有電阻的電路,安培力為負功率=能量=焦耳熱的絕對值。 如果沒有阻力,就不會形成焦耳熱。 當摩擦做負功時,就會形成熱量,但不稱為“焦耳熱”。
通常從能量的角度來看,導體桿力F=綜合功率=受外力作用而做功的動能變化-完成的安培力-F完成的功。 (通常是指這里只有亞零安培力和摩擦力做負功,具體要看具體情況,具體正反)。
安培力做功和焦耳熱的相關例子
如圖所示,一根U形光滑滑軌串,電阻值為R,置于均勻的外磁場中,滑軌平面垂直于磁場方向。 滑軌上橋接一根電阻值可忽略不計但具有一定質量的金屬桿ab,可沿滑軌方向平移。 現在從靜止狀態向右對桿ab施加一個恒定的力F,如果忽略桿和U型滑軌的自感摩擦力做功和摩擦生熱區別,在桿的運動過程中,下列說法正確的是()
A、外磁場對載流棒ab的斥力確實對ab棒做功,但外磁場的能量保持不變
B、外力F所做的功總是等于內阻R所消耗的功
C、外部磁場對載流棒ab的斥力等于內阻R消耗的功率
D、內阻R上消耗的功率有最大值
回答:
導體棒抵抗安培力所做的功全部轉化為整個電路的熱量。 根據能量守恒定律,確定外力所做的功等于內阻R消耗的焦耳熱和導體棒的動能。
A、當桿ab向右移動時,根據楞次定理可知,桿ab上的安培力方向向左,對桿ab做負功,電路中形成電能。 這種電能是由外界通過恒力做功提供的,外部磁場的能量保持不變。 因此A是正確的。 B、根據能量守恒原理,外力F作用在桿ab上所做的功等于內阻R消耗的電能與金屬桿動能之和摩擦力做功和摩擦生熱區別,則外力F總是小于內阻R所消耗的功,所以B是錯誤的。 C、磁場對桿ab的排斥力的功率等于整個電路消耗的總功率,也等于內阻R消耗的電功率。因此C是正確的。 D、當導體棒上的安培力等于外力F時,速度最大,感應電壓最大,內阻R消耗的電功率最大。 因此D是正確的。 因此選擇:ACD。