洛沦兹力一定不做功吗?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 19:01:52
课本上是说洛沦兹力方向总与速度方向垂直,因此总是不做功,但听奥赛的老师说这也有例外的情况.
请高手指点指点~

一.洛伦兹力不做功,是因为洛伦兹力总是与速度方向垂直

二.磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力

洛伦兹力是磁场力的微观表现.因此,必须清楚安培力和洛伦兹力的关系.

1.大小关系:F安=n·f洛.式中n为长L的导体中的运动的电荷数.该式可导出洛伦兹力的大小:f洛=qBv,式中v和B垂直.

2.方向关系:洛伦兹力方向与安培力方向相同.或者说:洛伦兹力方向垂直于B和v所确定的平面.同样应用“左手定则”判断.

判断洛伦兹力方向时,注意“四指”指的方向若是正电荷运动方向,则“拇指”指的方向为该电荷(可能是正电荷或者负电荷)所受的洛伦兹力的方向.

可见,洛伦兹力对运动电荷是不做功的,这一点与电场力对电荷的作用是截然不同的

三.关于洛伦兹力的两个问题

洛伦兹力做功的问题,一直被教材也被大多数教师淡化处理:洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直,不对粒子做功。兹就洛伦兹力不做功的问题作一简要阐述.

1.、洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直吗?

为简单计,在如图1所示的情景中,我们从导体杆ef做匀速直线运动开始考虑。以ef杆开始做匀速运动为计时起点,建立如图所示坐标系,

设杆中一质量为m的正电荷q,在洛伦兹力作用下从坐标原点O

沿虚线所示轨迹运动。电荷q随ef杆以速度v沿x轴匀速运动,

其运动学方程为:x=vt。

因速度v而受沿y方向的洛伦兹力qvB,电荷q将沿y轴做

初速度为0的匀加速运动,其加速度为a=qvB/m。

共运动方程为:y=at2=qvBt2/(2m)。

电荷运动的轨迹方程为:y=qBx2/(2mv)。

现考察某时刻t1的情况:

a.、速度: 两个分速度 vx=v, vy=qvBt1/m,

合速度v合== 。方向tgα==qvBt1/m,

b.、力: 两个分力 , .

合力f合== 方向 t