安培力作功的两个特点

安培力作功的两个特点 安培力做功，有两个不同于电场力做功的基本特点。

1、安培力做功，不能将磁场能转化为其他形式的能（如机械能等），磁场本身并不能提供能量，它在能量转化过程中，仅起传递能量的一个“桥梁”作用。 而电场力做功时，则可以把电场能转化为其他形式的能，如电势能转化为动能等。

2、安培力做功与路径有密切关系，绕闭合回路一周，安培力做的功既可以是正功，也可以是负功，还可以为零，而不像电场力做功一定为零。安培力做功与摩擦力做功类似。电场力做功与路径没有任何关系，而只与初位置、末位置有关。

如在安培力驱动（电动机原理）的过程中（如图1所示），安培力（f ）对导体做功的结果，是将电能转化为导体的机械能。安培力的功率（P f ），表现为导体的机械功率（P 机），即P f = P 机。

如果忽视安培力仅传递能量这一本质，而将安培力的功率、导体的机械功率、电阻的热功率重复计算，就会导致错误的结果。

例题1、如图2所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上。导轨左端接有电阻R ，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方面垂直于斜面向上。质量为m 、电阻可不计的金属棒ab ，在沿着斜面、与棒垂直的恒定拉力F 作用下沿导轨匀速上滑，并上升高度h ，在此过程中：

A 、作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于零

B 、作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于mgh 与电阻R 上发出的焦耳热之和

C 、拉力F 与安培力的合力所作的功等于零

D 、拉力与重力的合力所作的功等于电阻R 上发出的焦耳热

解析：金属棒在拉力（F ）、重力（mg ）、安培力（f ）和支持力（N ）的作用下，处于动平衡状态。

根据动能定理，各个力的合力所作的功为W =E K 1－E K 0=0。

所以，选项（A ）正确。

在四个力中，N 不做功，F 反抗mg 和f 作功，故合力的功W =0又可表达 图1

图2

W F =W mg ＋W f ，

此式表明：拉力与重力的合力所做的功等于电阻R 上发出的焦耳热，所以选项（D ）也正确。

例题2、如图3所示，质量为m ，长为L 的金属棒MN ，通过柔软金属丝挂于a 、b 两点，ab 点间电压为U ，电容为C 的电容器与a 、b 相连，整个装置处于竖直向上的匀强磁场B 中，接通S ，电容器瞬间放电后又断开S ，试求MN 能摆起的最大高度是多少？

解析：电容器C 对导体棒MN 放电，由于MN 处在磁场中必然在安培力的作用下开始摆动。设放电时间为t ，导体棒能摆起的最大高度为h ，

则有：BILt =mV 和mgh mV

=221

， 又电容器所容纳的电荷量为Q =CU =It ，

联立解得()g

m BCUL h 222=。