冷文文

摘 要：本文首先探討了當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷在微觀中的表現(xiàn)，由此從微積分的思想角度了推出安培力，得到洛倫茲力與安培力在宏觀與微觀上的關(guān)系；然后根據(jù)自由電荷的不同分力做功，分析了洛倫茲力不做功，而安培力做功的結(jié)論；最后根據(jù)動(dòng)能定理，能量守恒方面得出了安培力做功的大小與焦耳熱的關(guān)系，并通過列舉有關(guān)安培力和洛倫茲力方面的問題，證明分析出來的結(jié)論，由此延伸得出了安培力在磁場(chǎng)中做負(fù)功，并有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生時(shí)，等于回路中的總焦耳熱的結(jié)論。最后總結(jié)了解決洛倫茲力在磁場(chǎng)中的應(yīng)用問題的方法。

關(guān)鍵詞：安培力；洛倫茲力；霍爾效應(yīng)；動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

洛倫茲力和安培力的學(xué)習(xí)是高中階段非常重要的知識(shí)點(diǎn)之一。按照教材選修3-1磁場(chǎng)這一章節(jié)的內(nèi)容，我們知道安培力是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受到的力，而洛倫茲力是自由電荷在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)所受到的力。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)的體現(xiàn)，而安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。因?yàn)楹芏嗳硕贾离娏魇请姾啥ㄏ蜻\(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的，就自然而然的認(rèn)為安培力實(shí)際上是形成電流的電荷在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力的總和。這真是這樣的嗎？

安培力能夠在磁場(chǎng)中做功，而洛倫茲力卻不會(huì)做功。而這似乎與第一個(gè)結(jié)論有些矛盾，而這些究竟是怎么一回事呢？下面就讓我們一起去探索討論吧。

1 洛倫茲力和安培力的關(guān)系

5 結(jié)論

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，安培力實(shí)際上是導(dǎo)體中自由電荷在運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到洛倫茲力分力的總和，并不是洛倫茲力的合力。因此，可說安培力的微觀是洛倫茲力，但是不能說洛倫茲力的宏觀是安培力。洛倫茲力不做功，而安培力是要做功的，也可以說洛倫茲力分力的在宏觀上是要做功的，且安培力在做負(fù)功時(shí)會(huì)等于其產(chǎn)生的焦耳熱，而前提則是導(dǎo)體回路中有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。通過對(duì)兩力之間的深層次的討論，可以讓高中生對(duì)二者力理解得更加透徹，在處理問題的過程中，也會(huì)更加容易掌握解題的思路。

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[7]高中物理教材選修3-1.

[8]高中物理教材·考試知識(shí)資源庫.