几个物理中的能量问题

Question

第一个问题是磁场能的问题 在一个闭合线圈中加变化磁场就有了电能 说明磁场能变化为了电能 但是在导体切割磁感线问题中(磁场恒定）只有机械能与电能的变化却没有那个物理老师会说到磁场能 这是为什么 是不是恒定的磁场磁场能不变？第二个问题是一个导体棒去切割磁感线导体棒加速 那么容易知道会产生一个变化的电流 那么变化的电流有产生电磁波辐射出能量那么这里面的机械能并没有完全变为电能或者是焦耳热 那么做物理题时怎么用能量守恒来求焦耳热呢？这个电磁波的能量怎么办？请懂物理的高手帮我解答下 拜谢！！！！！！

Answer 1

呵呵，我在高中2年级时也想过这个问题。
我们先做一些铺垫。。。。。。。
我们应该先给电能下一个定义：简单地说就是电荷的移动能量，也就是电荷的动能，你的题目中用的应该全是金属导体，为了方便我在这里就把电能的本质看成是电子的动能。
然后我们再来弄清一个概念“洛仑兹力”，课本上的定义是磁场对运动电荷的力。（磁场和电荷有相对运动）
可是你是否还记得，课本上还有一句话，磁场只能和磁场发生力的作用。那怎么能和电荷发生力的作用从而形成洛仑兹力呢？我们还应该想起一句话：运动的电荷可以在电荷的周围产生磁场。这样一来就说的通了，是运动的电荷先产生磁场，然后磁场与磁场在发生力的作用。（还有就是磁场对相对静止的电荷无力的作用，用上面的这些概念也可以解释：因为相对静止的电荷并不产生磁场。）
有了这些我们就能解决问题了，首先导体是在磁场中运动的，那么导体中的电子周围就拥有了磁场，就可以通过磁场与磁场发生力的作用（洛仑兹力）然后电子由于洛仑兹力的原因开始运动，也就形成了电流。（你可以找一个导体棒在磁场中运动的模型，然后判断电子的洛仑兹力，洛仑兹力的方向也就是电子的运动方向，再把电子的方向反过来就成了电流的方向，和你用右手定则判断的电流方向结果一样）。。。。。。。 （质子也受到洛仑兹力的作用，不过由于质量相对太大，洛仑兹力相对太小，所以没有实际效果）

说了这么多，其实我就是想说：电磁感应（切割磁感线）的微观解释就是洛仑兹力的作用。
然后我们就可以说：电磁感应的能量转化全过程是，机械能转化成磁能，磁能再转化成电能。所以说还是有磁能。
你在第一个问题中提到恒定磁场的能量不变，这没错，但是你指的是外磁场，在电子运动时产生的磁场是越来越小的，这就是磁场能转化成电能。
“在一个闭合线圈中加变化磁场就有了电能 ”，这个问题可以用相对的思想看成磁场恒定不变，而是导体在变化，磁场变化无非是大小和方向，你可以把线圈用微元法讨论。

第二个问题：首先我认为机械能除了摩擦损失外全部转化为电能，之后电流再去感应出磁场，这是电能的损失，并不是机械能的损失。（所以有些题，你要考虑摩擦力）所以如果忽略“电转磁”的损失，我们就可以把电能全部当成焦耳热。但是“电转磁”损失的能量实在是太小了。我们在一般情况下并不考虑。。。。。。。不知你明白了吗？？

Answer 2

第一个问题：闭合的线圈加变化的磁场，是磁能转化电能，
如果恒定的磁场中，加运动的线圈，则是机械能转化电能。
的二个问题：在考虑导体棒切割磁感线时，只考虑切割的瞬间的能量守恒。
在变化的电流产生磁场的瞬间，则考虑环境中的磁场能，导体棒中的电能，导体棒周围的磁能之间的能量守恒。
能量守恒概念在电磁场转换中是相对于瞬时来说的。

Answer 3

两个问题都是关于导体切割磁感线时磁场能量的变化。如果只是在做高中物理题中碰上的疑惑，那么可以放心这类题是保证磁场恒定的。
磁场恒定就说明了：
虽然切割磁感线（直接影响磁场）或者变速切割产生的变化电流（间接改变磁场）都会影响磁场能，
但一个恒定磁场必然是由该（题目涉及的）系统外的能量去平衡的，即切割所改变的磁场能=外部补足的能量。故磁场能的改变是0。
用能量守恒来写就是：机械能+电能+磁场能量=C，只是磁场能量恒定（设为C1），故省略成了：机械能+电能=C-C1=常数，即通常意义上的能量守恒。

Answer 4

一：因为周围的磁场没有变化，所以磁场的能量不变。可以理解为，导体通过切割磁感线这一手段来实现能量转变的。
二：应该是近似过的。其实，你考虑太多了。如果产生的波的能量太强，就会提示你计算，反而这类题目不难。好比导体运动还牵扯到相对论效应，你算了吗？也没有吧！其实这些是没必要算的。呵呵。

Answer 5

恒定的磁场能量是不变的

感应电流产生的磁场忽略不计了（这是假定的情况，不然很难算的）

Answer 6

因为磁场恒定，所以磁场能不变
物理计算中有一种思想叫忽略，
此时电磁波辐射出能量忽略