老师
同学们好,上节课布置的作业是梳理一下电磁运动中的功能关系,你有没有梳理清楚?说实话,这个问题还是有些难度的,那让我们接下来就一起来梳理一下。首先我们自然先要找到电磁运动中我们学过有哪些能量电,自然想到有电能,磁当然想到有磁能。那么问题来了,什么是电能?同学们梳理的时候应该还碰到了电势能,我们都学过电场具有能的性质,能使放入其中的带电体具有电势能。那么电能和电势能有什么样的关系?我们一般是在电路这样的问题里提到电能,发电厂就是把电能通过电路送到千家万户,那么电能特指的是电流所具有的能吗?如何解决这乱成一团的概念关系?当我们遇到概念混淆不清的情况时,有个好办法就是回到概念本身。什么是电流?就是电荷的定向移动。电荷为什么会移动?因为有电场,电源就是这个电厂的提供者。在电场的作用下,导体中的自由电荷就发生了定向移动。所以电能和电势能也还是有关联的。只是在中学阶段,同学们只要清楚在电路中我们关注电能,在电场中我们主要讨论的是电势能就可以了。
老师
好,我们来总结一下。电势能就是在电场中带电物体受电场力作用而具有的能量,那么带电物体其实它的本质就是因为它具有电荷。接下来看磁能,我们都学过,磁场会对某些特定物体有利的作用,例如磁体或者运动的电荷,这个力我们称之为磁场力,特别是定向运动的电荷,也就是电流受到磁场力。还有一个特定的名称叫安培力,安培力做工也会实现能量的转化,但是我们好像并没有学过磁能,这是因为磁场它的性质有不同于电场之处。词能的问题比较复杂,不在中学阶段讨论,所以我们还是在这里笼统的称之为磁能,是打了引号的。
老师
接下来我们再来看电磁运动中的做工问题,刚才已经提到了电场力和磁场力,现在就来分析一下这两个力做工改变什么。能量,和重力做工非常类似,电场力做工使电荷具有的电势能和动能发生相互转化,而且电场力做正功就是让电势能向动能转化,克服电场力做功,就是让动能向电势能转化,类似于机械能。我们发现这个电场力做工能量的转化是局限在带电体和电场构成的系统内,并没有和外界进行能量交换。
老师
那什么时候电场中的能量会和外界有转化?我们学过电路,一个基本的电路包含电源导线和用电器。电源就是一种将其他型势能转变为电能的装置,它依靠的是非静电力做工。什么叫非静电力?其实就是除静电力以外力的统称。比如伏打电池,就是依靠化学作用中的力,而用电器又把电流所具有的电能转化为其他查看隐藏内容