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安培力做功與焦耳熱的關(guān)系 什么時候會相等

2021-03-28 16:48:51文/李傲

安培力做功和焦耳熱之間有什么關(guān)系?下面是小編整理的相關(guān)內(nèi)容,歡迎各位同學(xué)查閱下文。

安培力做功與焦耳熱的關(guān)系 什么時候會相等

安培力做功與焦耳熱的關(guān)系

安培力做功與焦耳熱并沒有必然聯(lián)系,類似摩擦生熱,物體克服摩擦力做功,會發(fā)熱;類似上拋運動,物體克服重力做功,重力勢能增加,那么物體克服安培力做功,會轉(zhuǎn)化為焦耳熱。

在磁場中,對于具有電阻的電路中,安培力做負功率=能量=焦耳熱的絕對值。如果沒有電阻,不會產(chǎn)生焦耳熱。摩擦做負功,會產(chǎn)生熱量,但不叫“焦耳熱。”

一般從能量的角度,做導(dǎo)體桿力F =綜合功率=工作受到外力所做的動能的變化量 - 完成安培力-F工作的完成工作。 (一般指這里只有零下安培力和摩擦力做負功,視具體情況而定,具體的正面和負面的)。

安培力做功與焦耳熱的相關(guān)例題

如圖所示,一U形光滑導(dǎo)軌串有一電阻R,放置在勻強的外磁場中,導(dǎo)軌平面與磁場方向垂直。一電阻可以忽略不計但有一定質(zhì)量的金屬桿ab跨接在導(dǎo)軌上,可沿導(dǎo)軌方向平移?,F(xiàn)從靜止開始對ab桿施加向右的恒力F,若忽略桿和U形導(dǎo)軌的自感,則在桿的運動過程中,下列哪種說法是正確的(?)

例題

A. 外磁場對載流桿ab作用力對ab桿做功,但外磁場的能量是不變的

B. 外力F的功總是等于電阻R上消耗的功

C. 外磁場對載流桿ab作用力的功率與電阻R上消耗的功率兩者的大小是相等的

D. 電阻R上消耗的功率存在最大值

解答:

導(dǎo)體棒克服安培力做功全部轉(zhuǎn)化為整個回路的熱量,根據(jù)能量守恒判斷外力做功等于電阻R上消耗的焦耳熱和導(dǎo)體棒的動能。

A. 當(dāng)ab桿向右運動時,根據(jù)楞次定律判斷可知ab桿所受的安培力方向向左,對桿ab做負功,回路中產(chǎn)生電能,這個電能是通過恒力做功由外界提供的,外磁場的能量不變。故A正確。B. 根據(jù)能量守恒定律得,外力F對桿ab做的功等于電阻R上消耗的電能和金屬桿的動能之和,則外力F的功總是大于電阻R上消耗的功。故B錯誤。C. 磁場對桿ab的作用力做功的功率等于整個回路消耗的總功率,即等于電阻R上消耗的電功率。故C正確。D. 當(dāng)導(dǎo)體棒所受的安培力和外力F相等時,速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,則電阻R上消耗的電功率最大。故D正確。故選:ACD。

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