电动势中的功能分析

作者: zyjedifier 分类: 教学研究 发布时间: 2018-12-25 17:27 ė views 6 没有评论

『电动势』在物理中,电动势指的是电源内部非静电力做功的本领,从数值上等于从负极板每移动1库仑正电荷到正极板所做的功的多少,因此电动势的单位焦耳每库仑,也可以用伏特。当电路恒定时,电源两极积累了电荷,对内电荷有静电排斥作用,对外是促动作用,排斥是积累电势能的过程,促动是释放电势能的过程。一个自由电荷在电源内部先受非静电力作用克服静电力排斥移动到电源一极积累了电势能,再受到电路中静电力的推动对外做功,把电势能转化成其他的比如光热机械能,再回到电源的另一极,再受到非静电力作用积累电势能,周而复始,非静电力背后的其他能(比如化学电池的化学能、发电机的机械能等)通过电能这个媒介转化为用电器的光能、热能、机械能。

『动生电动势』在导体棒切割发电的过程中,由于导体棒受到牵引力作用,向前切割,棒内电子也向前运动,此时会受到垂直方向的磁场给它的洛仑兹力作用,洛仑兹力沿棒方向,使电子运动形成电流,这个时候电子因为这个新的沿棒的速度,又会受到垂直棒方向的与牵引力相对洛仑兹力作用这个垂直棒的洛仑兹力宏观体现是起到阻碍作用的安培力,由于电子参与了两个方向的运动,所以洛仑兹力也有两个,一个是做正功充当非静电力角色,一个是做负功起到阻碍导棒运动消耗机械能的作用,这两个正负功之和必然为0(洛仑兹力不做功),那么我们就说消耗的机械能转化为非静电力做功,稳定时非静电力和静电力又是一对平衡力,静电力是保守力,静电力做负功那是在储存能量,积累电势能的过程,于是我们看到了导棒切割是消耗机械能转化为电能的过程

『反电动势』外接电源给一个导体棒供电,导体棒中有电流通过,在磁场中受到安培力的作用(微观上看是运动电荷受到洛仑兹力作用),这个力使导体棒向前运动,同时这个运动也让内部运动的电荷有了垂直棒方向的运动分量,于是又有了新的洛仑兹力,这个新洛仑兹力是沿着导棒方向,与电荷运动方向相反,对运动电荷起到刹车作用,同样也是非静电力,此时却不再搬运电荷而是阻碍电荷向前运动,于是这个力的综合效果我们可以说成是非静电制动力,其作用效果参照电动势,可以说成电“阻”势,这就是我们常说的“反电动势”的由来了。

在电动装置中,我们发现促动的洛仑兹力(一般我们说的是宏观安培力)与制动的洛仑兹力做功之和总是为0,制动是消耗电能的过程,促动又是宏观增加导棒动能的过程,又一次洛仑兹力在两个方向上的“一抑一扬”,实现了能量的转化。

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