对于电磁学中能量转化的困惑!主要正对第三问下面这道题的第2问阻力的功率是阻力f乘以速度v2,而第3问磁场必须提供的功率是安培力（大小也为f）乘以相对速度（v1-v2）,让我不解的是既然-查询网问答

对于电磁学中能量转化的困惑!主要正对第三问下面这道题的第2问阻力的功率是阻力f乘以速度v2,而第3问磁场必须提供的功率是安培力（大小也为f）乘以相对速度（v1-v2）,让我不解的是既然

更新时间：2024-04-23 15:14:38

7人问答

问题描述：

对于电磁学中能量转化的困惑!

主要正对第三问下面这道题的第2问阻力的功率是阻力f乘以速度v2,而第3问磁场必须提供的功率是安培力（大小也为f）乘以相对速度（v1-v2）,让我不解的是既然线框做匀速直线运动,那么阻力的功率应该是等于磁场提供的功率,可上面的做法又是正确的,但功率不一样

水平面上有两根很长的平行导轨,间距为L,导轨间有竖直方向等距离间隔的匀强磁场B1和B2,B1和B2的方向相反,大小相等,即B1＝B2＝B.导轨上有矩形金属框abcd,其总电阻为R,质量为m,框的宽度ab与磁场间隔相同.开始时,金属框静止不动,当两匀强磁场同时以速度v1沿直导轨匀速向左运动时,金属框也会随之开始沿直导轨运动,同时受到水平向右、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度.求：

（1）金属框所达到的恒定速度v2

（2）金属框以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功

（3）当金属框达到恒定速度后,为了维持它的运动,磁场必须提供的功率

刘天顺回答：

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　　建议你分析一下这时的能量转化,当系统达到稳定状态后,线框水平方向上只有等大反向的安培力和阻力.依照题文,此时阻力做负功,安培力做正功.但是这两个功数值上并不会相等.因为既然线框会受安培力,就说明线框中一定有电...

秦无莫回答：

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　　请看看我的理解对不对：安培力做功将外界能量转化为电能和克服阻力做功的能量还有一个疑惑，“转化过来的电能”是否“等于磁场提供的能量”，如果等于的话为什么不叫“磁场产生的能量”，而是“提供”的呢？根据您之前的回答说“外界能量提供给磁场，再提供给安培力”，也就是说“磁场提供的能量”等于“安培力做正功”产生的总能量，这样又矛盾了。。

刘天顺回答：

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　　第一句话是对的。根据能量守恒，安培力做功将外界能量转化为电能和克服阻力做功的能量。但是在这个情况中，“转化过来的电能”不等于“磁场提供的能量”，而是小于。磁场提供的能量分成两部分，一部分克服阻力，产生内能（摩擦生热），另一部分转化为电能，并以焦耳热的形势耗散（电流的热效应）。一般的安培力做负功的情况，有这样的一个结论：克服安培力做功总等于电路消耗的电能。这个结论是在静磁场，且有某个外力做功（如重力、外加拉力）的条件下使用的，这里的安培力也是系统内力，物体如果匀速运动，则是外力做功注入能量，而磁场不提供能量。但是这里情况不一样，这里磁场运动，安培力做正功，这个结论不适用，所以应该具体问题具体分析。

秦无莫回答：

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　　看看对不对:安培力的功率=“磁场提供的功率（磁场单位时间提供的能量）”=fv1，这fv1中的一部分fv2克服阻力功率，另一部分f（v1-v2）为产生的电能。

刘天顺回答：

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　　安培力的功率=“磁场提供的功率（磁场单位时间提供的能量）”这是对的，但是不等于FV1。虽然磁场的速度为v1，但磁场并没有f来牵引，所以fv1是没有实际意义的。为什么最后算出的结果是f(v1-v2)，这要考虑实际意义，就是(v1-v2)是实际的切割磁感线速率，这是根据实际算出来的，而不是根据能量减出来的。

秦无莫回答：

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　　不好意思，其实是我看漏了答案的步骤，答案:磁场必须提供的功率=f(v1-v2)+fv2=fv1.所以这么说对不对：安培力的功率=磁场“必须”提供的功率（磁场单位时间提供的能量）=fv1，这fv1中的一部分fv2克服阻力功率，另一部分f（v1-v2）为产生的电能。

刘天顺回答：

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　　这个是正确的。安培力做功应该是实际的安培力乘以实际的速度，所以fv1是有实际意义的，我上一个回答有误~相对速度（切割速度）是用来算电动势的，所以自然等于产生的电能。但是之前和之后的的都是对的，可以参考。

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