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安培力和焦耳热的关系 安培力和焦耳热

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安培力和焦耳热(安培力和焦耳热的关系)
电磁是重点，也是难点 。许多学生在学习过程中遇到了许多难题 。今天我们解决一个问题:安培力转化为焦耳热的问题 。
如上图所示，一根导杆在导轨上切割出磁感应线，磁场垂直于纸面，向内 。当导体棒在外力F的作用下向右切割磁感应线时，向左产生感应电流、感应电流和安培力 。回路中的感应电流通过电阻产生焦耳热，那么这个热量和安培力做功有什么关系呢？
一般情况下，老师会给你解释安培做的功等于产生的焦耳热 。如果实在看不懂，可以记一下 。那么我们可以简单的从函数关系来解释 。首先，我们把外力F、导体棒和这个矩形轨道看作一个整体 。在外力F的作用下，外力F所做的功转化为这个导体棒的动能和这个电路中产生的热量 。
隔离法，以导体棒为研究对象，将外力F所做的功转化为导体的动能和安培力所做的负功 。
在研究了整体隔离法后，我们发现安培力和焦耳热所做的负功在数值上是相等的 。
例如如图所示，将一根带电阻R的U型光滑导轨置于均匀的外磁场中，导轨平面与磁场方向垂直 。一根阻力可以忽略但有一定质量的金属杆ab横跨导轨，可沿导轨方向平移 。现在，一个恒力F从静止状态向右作用于ab杆 。如果忽略杆和U形导轨的自感，在杆运动过程中，下列哪种说法是正确的()
A.作用在载流棒ab上的外磁场作用在ab棒上，但外磁场的能量是恒定的 。
B.外力F的功总是等于消耗在电阻r上的功
c，外磁场作用在载流棒ab上的功率等于电阻r消耗的功率 。
D.电阻r上有一个最大功耗
回答:导体对安培力所做的功全部转化为整个电路的热量 。根据能量守恒，外力所做的功等于电阻R消耗的焦耳热与导体棒的动能 。
【安培力和焦耳热的关系 安培力和焦耳热】A.当ab杆向右移动时，根据楞次定律，可以知道ab杆上的安培力是向左的，对ab杆做负功，在回路中产生电能 。这种电能是外界通过恒力做功提供的，外界磁场的能量不变 。因此，a是正确的 。B .根据能量守恒定律，外力F对杆ab所做的功等于电阻R消耗的电能和金属杆的动能之和，所以外力F所做的功总是大于电阻R所消耗的功B是错误的 。C .磁场作用在棒ab上的功率等于整个电路消耗的总功率，即等于电阻r消耗的电功率，因此，C是正确的 。d .当导体棒上的安培力等于外力F时，速度最大，感应电流最大，电阻R上消耗的电功率最大 。因此，D是正确的 。所以:ACD 。

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