电势差究竟是表示做功与电流的关系而人为定义的,还是决定.....
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在图1所示的装置中,平行金属导轨MN和PQ位于同一平面内、相距L,导轨左端接有电源E,另一导体棒ab垂直搁在两根金属导轨上,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度为B.若闭合开关S,导体棒ab将在安培力作用下由静止开始沿金属导轨向右加速运动,(导体棒开始运动后,导体棒两端会产生感应电动势,随着导体棒速度逐渐增大,感应电动势也逐渐增大,从而使导体棒中的电流逐渐减小,导体棒所受的安培力也逐渐减小),若不考虑导体棒运动过程中所受的阻力,这一过程一直持续到导体棒中的电流减为零,即安培力也减为零时,导体棒的速度达到某一恒定的最大值v,此后导体棒将以速度v向右运动(设导轨足够长).导体棒由静止开始加速,直到速度达到最大的过程中,无疑安培力对导体棒做了功,电能转化为机械能.
2014年05月10日 05点05分 1
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未完 请勿插入
2014年05月10日 05点05分 2
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网上有大神的解释如下:
为讨论方便起见,假设导体棒中定向移动的自由电荷为正电荷,并设每个电荷的带电量为q,并忽略自由电荷的热运动以及导体电阻的影响.则可认为导体棒中所有自由电荷均以同一速度u做定向移动,定向移动的方向就是电流方向设导体中的电流强度为I,则电流强度I与电荷定向移动速度u之间的关系为
I=nSqu,
式中S为导体棒的横截面积,n为导体棒单位体积内的自由电荷数,导体所受安培力大小为
F安=BIL=BnSquL
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我觉得第一个奇怪的地方:
因为电势差粗,存在电场,电荷受到电场力作用,如果不考虑电阻,不考虑磁场,电荷应该是做匀加速直线运动的。这里为什么会是匀速运动?
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在导体棒静止的情况下,每个自由电荷的运动速度都等于自由电荷定向移动的速度u,每个自由电荷受到的洛伦兹力为f=quB.导体棒内自由电荷的总数N为N=nLS.这些自由电荷所受洛伦兹力的合力为f合= Nf =nLSquB,故得F安=f合.
2014年05月10日 05点05分 3
匀速,因为有阻力
2014年05月10日 05点05分
回复 你问我就对了 :电阻的表述是原子核对电子的引力作用,这里不考虑电阻,闭合开关的瞬间,除了电场力还有什么力?
2014年05月10日 06点05分
回复 慌雨流萤 : 整个电路,你逃脱不了阻力。不考虑阻力整个问题就没什么意义了。
2014年05月10日 06点05分
回复 你问我就对了 :这个不争持了,我也是觉得应该是匀速的,但不考虑电阻我想不出怎么不匀速而已,我想问的主要是,在通电直导线匀速运动前的一段时间,洛伦兹力在电荷竖直方向上做的功和电场力在电荷数值方向上做的功的差值(除了电荷移动速度改变所需要的功)转化为什么能了
2014年05月10日 06点05分
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我想问的是
如果电荷从开始的瞬间是做匀速运动的,那么在通电指导线做匀速直线运动开始,电荷受到的力f2和f电,它们是都做工的,这个功转化为了热能还是电势能?
描述的问题比较长,希望有耐心的好心人帮我解决这个问题,不胜感激了。
2014年05月10日 05点05分 5
不对,在通电直导线做匀速运动的时候起,电流已经不在流动了,所以洛伦兹力和电场力都不做功。我要问的是从必闭合开关到通电直导线匀速运动这一过程中,两个力做的功转化成什么力了。
2014年05月10日 06点05分
功是不能抵消的,所以抵消的部分倒是有可能为热能。而f电-f2的部分肯定不会转化为热能。因为电路中当f2=f电时,电流为0,所以f电-f2的部分是电荷定向移动的动力。
2014年05月10日 11点05分
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额……我最近也在学习电场,感觉整体不是蛮难,但是学的没头绪,你能帮我把最基本的电场强度,电势,电势能,电场线,他们的关系总结下吗,谢谢
2014年05月10日 05点05分 6
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我是一名高二党,现在才开始学习,之前去玩了,没学,我现在一直都在自学物理,感觉不错,就是学到电场,感觉有点乱
2014年05月10日 05点05分 7
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亲 我是来问问题的说~~
电场目前来学的就2种
1.点电荷之间的作用,两个电荷的作用了 F=KQ1Q2/r^2.电荷都会产生电场,所以其中一个电荷Q1的在另一个电荷位置上的电场强度就是 E=F/Q2=KQ1/r^2
2.匀强电场,就是在电场线上任意2点的场强都想等。即E不变。所以如果有个电荷在这个电场线上运动,他受到的里都是F=EQ。所以电场线长度为d的话,电场强度做的功就是W=F.S=EQd.而电势差的定义是电场力做工对电荷电量的比值,就存在U=W/Q=Ed.
我理解的电势差是个虚构的概念,用来表示功和电荷的关系。
2014年05月10日 06点05分 8
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