電荷是守恆的,為什麼還說消耗了多少電能,那麼切割磁感線等於給電荷補充能量

2022-12-19 23:51:06 字數 5500 閱讀 3451

1樓:月下的淡然

切割磁感線使得導體棒兩端有電勢差,就產生了電場,電子(或者說更廣泛的載流子)在電場的作用下定向移動,對外做功就是電能

從本質上說,電能實際上是電場的能量,電子只是起能量的傳遞作用,是電子在電場的作用下的定向移動,對外做功,並轉化為其他形式的能。

說的形象一點:一物體在地球上的某一高度具有重力勢能e1、在另一高度具有重力勢能e2,在地球重力場的作用下,從e1高度下降到e2高度,減少的能量(e1-e2)就是物體對外做功的能量,一般是動能、和空氣摩擦產生的熱量等等。這些能量實際上是地球的重力場傳遞的。

對應的,電子在電場中某一點具有電勢能e1、在另一點具有電勢能e2,在電場的作用下,從e1移動到e2,減少的能量(e1-e2)就是電子對外做功的能量,一般有電阻上的發熱損耗、電動機運作的機械能等等。這些能量實際上是電場傳遞的。

2樓:匿名使用者

電能跟電荷多少沒關係,跟電荷所在的位置有關係,就像你是一個人,你站在樓上你就有了重力勢能,跳到地上,你的重力勢能就轉換成動能。你站在地上往地上跳肯定就沒有重力勢能。

3樓:匿名使用者

磁電轉換是磁場與電場作用關係;;跟電荷及電荷守恆無關,電荷守恆是核反應範疇;;電場和電荷沾點邊:電荷在電場的作用下產生電流。

問在開關關閉的瞬間 兩個電容電荷守恆 但能量為什麼不守恆 50

4樓:紫電驚濤

你只問這個我就沒算具體的數,從題意看來至少合上開關前一瞬間c1兩端電壓不為零,合上開關後電源被短路了,此時c1也開始經過閉合迴路放電,直至c1兩端電壓為零。其實就是電子從低電勢端通過電阻回到了高電勢端,這個過程中電勢能被電阻消耗了,轉化成了電阻的熱,自然能量是不守恆的,但是電荷在這個封閉系統中只會轉移,並不會減少。

你問的這個問題還可以換個方式理解,就好像是水從高處流向了低處,水量並沒有變,只是重力勢能卻降低了,這就是物質和能量,物質的位置或者狀態的改變會帶來能量的變化,但是只要在封閉的系統,物質本身的量不會改變。

5樓:無畏無知者

兩個電容電荷守恆?為什麼扯到電荷守恆,你又為什麼說他們守恆?

你的概念弄混了吧;

另外,能量是守恆的,不論任何事物,何時何地;

6樓:匿名使用者

首先要你去看一下守恆的條件,孤立系,而此處電容並不是孤立系。電荷做功變成能量了,你可以這麼理解。 此外 ,電容和電感構成的割集中,電阻電流通過的順時電流有一個衝激分量。

綜上,不守恆。

幾個物理中的能量問題

7樓:

呵呵,我在高中2年級時也想過這個問題。

我們先做一些鋪墊。。。。。。。

我們應該先給電能下一個定義:簡單地說就是電荷的移動能量,也就是電荷的動能,你的題目中用的應該全是金屬導體,為了方便我在這裡就把電能的本質看成是電子的動能。

然後我們再來弄清一個概念「洛侖茲力」,課本上的定義是磁場對運動電荷的力。(磁場和電荷有相對運動)

可是你是否還記得,課本上還有一句話,磁場只能和磁場發生力的作用。那怎麼能和電荷發生力的作用從而形成洛侖茲力呢?我們還應該想起一句話:

運動的電荷可以在電荷的周圍產生磁場。這樣一來就說的通了,是運動的電荷先產生磁場,然後磁場與磁場在發生力的作用。(還有就是磁場對相對靜止的電荷無力的作用,用上面的這些概念也可以解釋:

因為相對靜止的電荷並不產生磁場。)

有了這些我們就能解決問題了,首先導體是在磁場中運動的,那麼導體中的電子周圍就擁有了磁場,就可以通過磁場與磁場發生力的作用(洛侖茲力)然後電子由於洛侖茲力的原因開始運動,也就形成了電流。(你可以找一個導體棒在磁場中運動的模型,然後判斷電子的洛侖茲力,洛侖茲力的方向也就是電子的運動方向,再把電子的方向反過來就成了電流的方向,和你用右手定則判斷的電流方向結果一樣)。。。。。。。 (質子也受到洛侖茲力的作用,不過由於質量相對太大,洛侖茲力相對太小,所以沒有實際效果)

說了這麼多,其實我就是想說:電磁感應(切割磁感線)的微觀解釋就是洛侖茲力的作用。

然後我們就可以說:電磁感應的能量轉化全過程是,機械能轉化成磁能,磁能再轉化成電能。所以說還是有磁能。

你在第一個問題中提到恆定磁場的能量不變,這沒錯,但是你指的是外磁場,在電子運動時產生的磁場是越來越小的,這就是磁場能轉化成電能。

「在一個閉合線圈中加變化磁場就有了電能 」,這個問題可以用相對的思想看成磁場恆定不變,而是導體在變化,磁場變化無非是大小和方向,你可以把線圈用微元法討論。

第二個問題:首先我認為機械能除了摩擦損失外全部轉化為電能,之後電流再去感應出磁場,這是電能的損失,並不是機械能的損失。(所以有些題,你要考慮摩擦力)所以如果忽略「電轉磁」的損失,我們就可以把電能全部當成焦耳熱。

但是「電轉磁」損失的能量實在是太小了。我們在一般情況下並不考慮。。。。。。。不知你明白了嗎??

8樓:韓志強

第一個問題:閉合的線圈加變化的磁場,是磁能轉化電能,如果恆定的磁場中,加運動的線圈,則是機械能轉化電能。

的二個問題:在考慮導體棒切割磁感線時,只考慮切割的瞬間的能量守恆。

在變化的電流產生磁場的瞬間,則考慮環境中的磁場能,導體棒中的電能,導體棒周圍的磁能之間的能量守恆。

能量守恆概念在電磁場轉換中是相對於瞬時來說的。

9樓:玉衡搖光

兩個問題都是關於導體切割磁感線時磁場能量的變化。如果只是在做高中物理題中碰上的疑惑,那麼可以放心這類題是保證磁場恆定的。

磁場恆定就說明了:

雖然切割磁感線(直接影響磁場)或者變速切割產生的變化電流(間接改變磁場)都會影響磁場能,

但一個恆定磁場必然是由該(題目涉及的)系統外的能量去平衡的,即切割所改變的磁場能=外部補足的能量。故磁場能的改變是0。

用能量守恆來寫就是:機械能+電能+磁場能量=c,只是磁場能量恆定(設為c1),故省略成了:機械能+電能=c-c1=常數,即通常意義上的能量守恆。

10樓:匿名使用者

一:因為周圍的磁場沒有變化,所以磁場的能量不變。可以理解為,導體通過切割磁感線這一手段來實現能量轉變的。

二:應該是近似過的。其實,你考慮太多了。

如果產生的波的能量太強,就會提示你計算,反而這類題目不難。好比導體運動還牽扯到相對論效應,你算了嗎?也沒有吧!

其實這些是沒必要算的。呵呵。

11樓:深藍

恆定的磁場能量是不變的

感應電流產生的磁場忽略不計了(這是假定的情況,不然很難算的)

12樓:匿名使用者

因為磁場恆定,所以磁場能不變

物理計算中有一種思想叫忽略,

此時電磁波輻射出能量忽略

13樓:

初中物理 只是說個大體情況 就是說常常視為理想狀態

而你所說又不是理想狀態 當然不同

14樓:

1你也說磁場恆定咯

既然恆定當然也就沒有變化

2是**變化的電場產生電磁波

然後嘛你說的這個當然是近似處理咯

在高中物理裡面經常會這樣的

你也應該知道啊...忽略不計

15樓:匿名使用者

1.在一個閉合線圈中加變化磁場,與磁場能有關。 但是在導體切割磁感線問題中,可以看成導體棒中無數電子在外力這作用下移動,由於電子受磁場的作用,所有電子朝著導體棒同一個方向運動,形成電流,可以說與磁場能無關。

2.導體棒的電流主要用於產熱,輻射出去的極少,且不要求計算(其實也有公式可以求),因此就用能量守恆來求焦耳熱。

其實高中物理有許多類似的情況,翻閱一下課本,可以看到許多公式都是這樣的,要懂得怎麼求解,還需要進一步學習。

16樓:匿名使用者

第一個問題:

在磁場恆定的情況下,你可以認為沒有磁場能,亦可以認為磁場內為0,因為此時磁場是無法主動對外界做功的(就像再大的磁鐵也不可能在靜止的情況下對外連續做功)。

17樓:冰天雪地送炭人

用相對論中的公式:e=mc^2

切割磁感線為什麼會產生電流?

18樓:使用者時代

導體切割磁感線產生電流的現象叫做電磁感應現象

物質由帶正電的原子核和帶負電的電子組成,當導體切割磁感線時,導體內部的正負電荷都會受力,但是它們受力方向相反,此時原子核佔了幾乎所有導體質量,而帶正負電荷的微粒符合動量守恆所以就產生了原子核不動而電子動的現象。因此,其實理解了這個內容之後左手定則和右手定則是一樣的都是運動的電荷在磁場中受力。

磁體各處電子一樣多,磁鐵內部電子始終做同方向的饒圈運動,饒圈的平面上下才是南北極。從根本上來說磁場只是電荷運動的一種表面現象,因為任何磁場都是由運動的電荷產生的,而磁場最終又是作用於運動的電荷。也就是說拋開我們說的磁場之後其實就是電荷對電荷的作用。

我們知道電場就是電荷對電荷的作用,現在又出現了磁場也是如此。在相對論中有質量增大效應,當物體在我們所感受的空間中運動時質量會增大,而這種增大通過兩物體之間的引力表現出來。我想(假如我們現在不知道磁場)電量與質量是平等的,而對於電荷來說它有它的另外一種空間,當它在此空間運動時會有電量增大效應。

反過來當帶電物體表現出電量增大效應時我們可以推知它處於這樣一種空間,而電量大小又必須通過兩帶電物體的吸引表現出來,否則「電量」沒有意義。事實證明當兩電量發生相對運動時會產生不同於靜止時的作用,這便是磁。

磁感線

磁體之所以對周圍的一些物體具有力的作用,是因為磁場的存在,我們為了形象的表示磁場分佈,我們用了以下實驗方法:

在一塊條形磁鐵上放一塊玻璃,玻璃上撒上鐵屑,晃動玻璃後會發現,鐵屑有規律的排列成連線磁鐵兩端的曲線,在曲線上擺放小磁針,會發現小磁針的n極指向磁鐵s級,小磁針的s極指向磁鐵n級,我們把這些小磁針的指向從磁鐵n極到s級連線起來,得到的線就稱為磁感線。

磁感線實際上是不存在的,只是我們假想出來更形象的描述磁場分佈的。

磁感線是閉合的曲線,與電場線區分開來。

電磁感應現象

因磁通量變化產生感應電動勢的現象,閉合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫電磁感應現象。閉合線圈面積不變,改變磁場強度,磁通量也會改變,也會發生電磁感應現象。所以準確的定義如下:

因磁通量變化產生感應電動勢的現象。

電動勢的方向(公式中的負號)由楞次定律提供。楞次定律指出:感應電流的磁場要阻礙原磁通的變化(增反減同,來拒去留)。

對於動生電動勢也可用右手定則判斷感應電流的方向,進而判斷感應電動勢的方向。「通過電路的磁通量」的意義會由下面的例子闡述。

傳統上有兩種改變通過電路的磁通量的方式。至於感應電動勢時,改變的是自身的磁場,例如改變生成場的電流(就像變壓器那樣)。而至於動生電動勢時,改變的是磁場中的整個或部份電路的運動,例如像在同極發電機中那樣。

參考資料

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