为什么洛伦兹力不做功

为什么洛伦兹力不做功

洛伦兹力不做功是因为力的方向与粒子的运动方向垂直。

根据功的公式W=FScosα,α=90度时W=0。

而安培力是与导线中的电流方向垂直,与导线的运动方向并不一定垂直,一般遇到的情况大多是在同一直线上的,所以安培力做功不为零。

运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力,即磁场对运动电荷的作用力。

洛伦兹力的公式为F=QvB。

荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点,为纪念他,人们称这种力为洛伦兹力。

为什么洛伦兹力不做功 而安倍力却可以做功

洛伦兹力和安培力是两种不同的力,它们在不同的场景下具有不同的性质和作用。

洛伦兹力是指运动电荷在磁场中所受到的力。洛伦兹力的方向与运动方向垂直,它不会改变运动电荷的速率和动能,只能改变电荷的运动方向使之偏转。根据功的公式W=FScosθ,当θ=90度时,W=0,因此洛伦兹力不做功。

安倍力是指电流在磁场中所受到的力。安倍力的方向与电流方向和磁场方向的夹角有关,当电流方向与磁场方向平行时,安倍力为零;当电流方向与磁场方向垂直时,安倍力最大。安倍力的方向既可以与导线的运动方向垂直,也可以与导线的运动方向平行,因此在某些情况下,安倍力可以做功。

总之,洛伦兹力不做功是因为其方向与运动方向垂直,而安倍力可以做功是因为其方向与电流方向和磁场方向的夹角有关,可以在某些情况下与导线的运动方向垂直。

为什么洛伦兹力不改变速度大小

首先,确认一下,你想问的问题应该是“洛伦兹力不做功,而安培力可以做功”,对吗?

洛伦兹力不做功是由洛伦兹力的方向始终跟速度方向垂直所决定的,而安培力可以做功则是由安培力的方向可以跟速度方向成任意夹角所决定的。根据功的公式W=Flcos,一个力的方向只要跟速度方向始终垂直,则这个力永不做功。洛伦兹力就属于力的方向始终与速度方向垂直的情况,而安培力则不属于力的方向与速度方向始终垂直的情况。

洛伦兹力和安培力的方向都可以应用左手定则来判断。如图所示,应用左手定则来判断洛伦兹力和安培力方向时,磁感线首先穿过手心,四指务必跟电流方向,伸直的拇指所指的方向就是受到洛伦兹力和安培力的方向。根据左手定则,可以判断出当运动电荷方向和通电导体电流方向与磁场方向平行时,是无法判断其受力方向的。实验也表明对于运动电荷方向和磁场平行时,不受洛伦兹力;当通电导体与磁场方向平行时,不受安培力。

为什么洛伦兹力不做功图1

由于洛伦兹力是运动电荷所受到磁场施加的作用力,而电荷分正负两种情况,其中正电荷运动方向与电流方向相同,负电荷运动方向与电流方向相反(电荷的定向运动形成电流),所以无论是运动的正电荷还是负电荷,所受洛伦兹力始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力永远不会做功。

为什么洛伦兹力不做功图2

由于安培力是通电导体受到磁场施加的作用力,而通过导体的速度方向与内部电荷的运动方向无关。导体的速度方向可以与安培力的方向成任意夹角,所以在力与速度的夹角不是直角时,安培力可以对通电导体做功;当力与速度的夹角为直角时,安培力可以不做功。如下图所示,就是安培力与导体速度方向相同时,安培力对通电导体做正功的情况。

为什么洛伦兹力不做功图3

综上所述,洛伦兹力即运动电荷受到的磁场力永不做功,安培力可以对通电导体做功。

为什么洛伦兹力不做功

洛伦兹力每时每刻都与速度方向垂直,所以洛伦兹力对带电粒子不做功,它只起到改变带粒子运动方向的作用,不改变粒子的速率,也不改变粒子的动能。

洛伦兹力的大小

1、电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力的大小F洛=Bvq;

2、磁场对静止的电荷无作用力,磁场只对运动电荷有作用力,这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。

3、当时电荷沿着(或逆着)磁感线方向运行时,洛伦兹力为零。

4、当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦兹力的大小F洛=Bvqsinθ;

为什么洛伦兹力不做功图4

扩展资料

安培力和洛伦兹力的关系

洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力,安培力是磁场对通电导线的作用力,两者的研究对象是不同的。安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观实质。

对洛伦兹力和安培力的联系与区别,可从以下几个方面理解:

1、安培力大小为F=ILB,洛伦兹力大小为F=qvB。安培力和洛伦兹力表达式虽然不同,但可互相推导,相互印证。

2、洛伦兹力是微观形式,安培力是宏观表现。洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受的洛伦兹力的宏观表现。

3、尽管安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受的洛伦兹力的宏观表现,但也不能认为定培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和,一般只有当导体静止时才能这样认为。

4、洛伦兹力不做功,安培力可以做功。

5、洛伦兹力受力方向要区分正负电荷,电性不同,方向不同,安培力方向不区分。

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