安培力做功的桥梁作用及其引发的思考
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面 向下。现在设 导体棒 ａ ｂ的水平初速度是 ｖ ０ ，解导 体棒将如何运动 ，而安培力做 的功又 与导体棒有着 何种 的变化关系 。其模拟 图见 图 １ 。
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图１ 模拟 图 解 ：设导体棒 ａ ｂ 做水平运动 ，并设 导体棒在某一 时 刻 的速 度 是 ｖ ，则 导体 棒 ｂ 到 ａ的 电动 势为
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求 解 导体棒 在 回路 中逆 时针 产 生的感 应 电流 为 ｖ，这 样 就 可 求 出 导 体 棒 所 受 到 的 安 培 力
Ｒ
Ｆ：Ｂ Ｉ Ｌ：
。 当导体棒所 受到的速度 减小时，
Ｆ也会 随之减小 ，直到速度完全慢下来 ，最后停止 。 这 时 求 出 的 安 培 力 做 功 的 功 率 是 Ｐ＝Ｆｖ：Ｂ Ｉ Ｌ ｖ＝Ｉ Ｅ。从上文 的例子 可看 出，安培
戴 军
（ 江苏省泰州中学 ，江苏 泰 州 ２ ２ ５ ３ ０ ０ ）
摘 要 ：随着社会科技的快速发展，时代的不断进步，在机械与电能之间的转化也有了新的提高，就是采用安培力做 功。 将安培力做功作为机械与电能之间桥梁， 这是一个比较典型的物理学规律， 在解决机械的力与电能的电的问题上， 有着提高效率的 作用。为了能够在教学中让学生更加快速的理解这种解题策略，本文将从安培力做功的桥梁作用及其 思考进行分析，方便教师在 日后 的教学中能够更加快速的解决力与电做功的问题。 关键词 ：安培力做功；力与电能；桥梁
０ 、引言 安培力 是电磁学 中重要 的一个 物理量 ，由于 我 们生存在一个 具有磁性的地球上 ，地球 上的磁场不 仅具有方 向性 ，而且还有强弱性 ，而磁 场对 电流 的 作用力 ，在物 理学中就称为是 安培 力。安培力做 功 则是与 电磁 感应 有关 ，安培力做 功分为安培力做 正 功与安培力 做负功 。安培力做 正功的过程是 电能转 化为其 它形 式能量 的过程， 安培 力做多少 正功 ， 就有 多少 电能转化 为其它形式能量 。安培力做负功 的过 程是 其它形 式 能量转 化为 电能 的过程 ， 克服 安培力 做多少功， 就有 多少其 它形式能量转化为 电能 。现今 在高考 中，安培 力做 功是考查 的热 点，也是现在学 生学习 的难 点。因此 ，为 了能够彻底 的 了解安培力 做功的桥梁作用 ，下文将从受力情 况以及宏观表现 与微观机制进行探讨 。
力做 功的功率也就是在 回路 中总 的电功率 。由动能 定理 可得 知 ，导体棒上安培 力所 做的负功就是实现 机械 能向 电能转化 的桥梁 ，而且 该负功也是 电能 的 转化量 的量度 。
１ ． １ 从受力情况分析 从上文 中可知安培力做功 的桥 梁作用可分为 电 荷移动情况和 受力情况 ，受力情况 就是一个物体对 另一个物体进 行施压 ，而另一个物体 所受的力就称 为受力情况 。在 解题时 ，要 了解 到，力是不能够 离 开物体而独 立存 在的 。举个例子 ，例如在水平面 上 放置一块木 块，木块受到 了两方面 力的影响 ，一 方 面是受到 了地球 的引力影响 ，另一 方面 则是 因为木 块对于桌面发生 了压力 ， 使桌面发生 了微 小的形变 ， 从而使桌面对木 块产生 了支持力 ，根据受力 的假 设 分析法 ，假 设某 力不存在 ，会对物 体的运动状况产 生何种影响 ，假 设没有影响 ，那么就 可认知为该 力 不存在 。也就是根 据特定物体 ，在特 定的物理情景 中把所受的外力找 出来Ｌ ２ Ｊ 。 １ ． ２ 安培力做 负功是机械 能转化为 电能 的桥梁 为 了更 好的 了解 安培力做 负功是机械能转化 为 电能的桥梁 ，本文将 以一个例子加 以说 明。 假设导体棒 ａ ｂ的 电阻为 Ｒ，质量为 ｍ，将导体棒跨 接在光滑、无阻且具有一定长度 ｕ形导轨上 ，设 导 轨的宽为 ｌ 。假设磁感应 的强度 Ｂ，且垂直与 导轨平
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第２ １卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年 ０ ６月
技 术 物 理 教 学
２ 、几 点思考 在上 文 已经了解 了安培力做 功的桥梁作用 ，其 主 要是 由电荷移 动情 况和 受 力情 况分 析两 方面 组 成 。从上 文解 题过程 中还可 以了解 到，其 解题过程
是一个相 当复杂的信息处理过程 ，而解题 者往往是 要通过 一系列的 问题 ，才能够最 终解 答出来 。在解 答机械 与 电能安培力做功 的桥梁作用 时，可通过 四 个方面进行解答 ，简析如 下： ２ ． １ 安培力做功与 电能转化 的关系 安培力对机械做 了多少正功 ，由其 正功产生的
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Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｐ Ｈ Ｙ Ｓ Ｉ Ｃ Ｓ Ｔ Ｅ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｇ
Ｖ ｏ １ ． ２ １ Ｎ ｏ ． ２
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安培力做功 的桥 梁作 用及 其 引发 的思考
Ｅ ＝ ｖ
＇ 、安培力 做功的桥梁作用 在上文 中可 以了解到 ，安培 力做功可分为安 培
力做正功 与安培力做负功 ，而 安培力做功主要是 与 运动 电荷和 机械受力情况有关 ，是磁场对于运动 电 荷有力作用 。 下文 为了了解 安培 力做 功的桥梁作用 ， 将从 电荷 的移动 情况 以及机械 的受 力情况进行分 析
电能就会 转化为其他形式 的能，转而 又可对机械转 为 电能。可 以一个例子进行解释 。一个速度 １ ， 的小 球连接到 （ 固定到 ）一个弹簧 （ 自然放置 ，处于 自 然长度 ，弹簧另一端连接 固定到墙上 ）上。这时小 球受弹簧 力减速，一直到静止 ；弹簧被压 缩到一个
长度 。小球克服弹力作 了多少功 ，就有多少形式
