安培力做功与电路焦耳热

高中物理网（gaozhongwuli.com）——电磁感应中安培力做功与电路焦耳热关系浅析

所有的高中生都要深刻认识安培力做功，应深入探讨其产生机理。按微观电子论，安培力的微观机理是运动电荷在外磁场中受洛伦兹力作用的宏观表现。

在导体棒切割磁感线产生动生电动势过程，金属导体中自由电子随导体作切割运动具有横向速度V，在外磁场中受洛伦兹力作用，产生另一纵向速度u，使电子与导体中晶格发生碰撞，将动能传给晶格，使晶格热运动加剧，温度升高，导致导体内能增大。

在这里，洛伦兹力的一个分力Bqv对电子做正功，使其获得速度u。另一分力Bqu对电子做负功，消耗外界能量，产生宏观安培力。可见安培力做功的过程，实质上就是洛伦兹力做功将能量转移给导体的过程。它扮演着传递或转移能量的角色。

从宏观能量讲，电磁感应中要消耗外界能量产生感应电流，外界能量转化为回路电能，于是通电导体在外磁场中受安培力作用而阻碍运动。由于能量守恒，外界要克服安培力做功，外界能量通过安培力做功转化为系统内能。就如力学中两物体相互摩擦，外界要克服摩擦力做功，并通过摩擦力做功使能量发生转移或转化一样。电磁感应现象中，平行导电滑轨棒产生的安培力与力学中出现的滑动摩擦力有很多相似之处。他们具有相似的物理性质，相同的物理模型。从这个意义上讲，可以将电磁感应中的安培力称为电磁摩擦力。