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  • 時間去哪兒了?飛機去哪兒了?能量去哪兒了?腦筋急轉彎試題,能量不守恒?發(fā)個帖紀念一下。

時間去哪兒了?飛機去哪兒了?能量去哪兒了?腦筋急轉彎試題,能量不守恒?發(fā)個帖紀念一下。

腦筋急轉彎試題,能量不守恒?

試題1


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2014-04-13 00:07
樓主,有點意思,睡覺前想想??!
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shtjsd
LV.4
3
2014-04-13 20:19

在閉合開關,電荷重新分配過程中克服外力做功,所以電容中的能量減少了。

跟把一個電容器兩極板間距離減少一半一樣,是需要克服外力做功的,所以總能量還是守恒的。

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2014-04-14 08:24

研究一下

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2014-04-14 10:22
研究研究
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2014-04-14 10:36
開關合上一瞬間,左邊的C相當于短路,產(chǎn)生了不可控的電流尖峰,電荷量不守恒,能量守恒
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2014-04-14 15:35
我暈了,這也算腦筋急轉彎
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2014-04-15 10:23
@shtjsd
在閉合開關,電荷重新分配過程中克服外力做功,所以電容中的能量減少了。跟把一個電容器兩極板間距離減少一半一樣,是需要克服外力做功的,所以總能量還是守恒的。

是的,需要做功,問題是做功只能改變能量的存在方式,從一種能量轉換為另一種能量。

那克服外力做的功,是以一種什么樣的能量存在呢?

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2014-04-16 13:21
特意仿真了下,電量是守恒的,但是能量損耗了一半。損耗的能量以回路的電阻熱能消耗掉了。實際上回路里是有一個看不見的很小的電阻的。如果把這個電阻變成1KOHM就好理解了。
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2014-04-16 14:16
@deep_thought
特意仿真了下,電量是守恒的,但是能量損耗了一半。損耗的能量以回路的電阻熱能消耗掉了。實際上回路里是有一個看不見的很小的電阻的。如果把這個電阻變成1KOHM就好理解了。

好呀,用上高級工具了。可是這是個理想的電路,回路中是沒有電阻的,也就是電阻為0的。

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glzhao
LV.6
11
2014-04-16 14:21
@deep_thought
特意仿真了下,電量是守恒的,但是能量損耗了一半。損耗的能量以回路的電阻熱能消耗掉了。實際上回路里是有一個看不見的很小的電阻的。如果把這個電阻變成1KOHM就好理解了。

佩服佩服

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2014-04-16 14:38
@歸去來兮
好呀,用上高級工具了。可是這是個理想的電路,回路中是沒有電阻的,也就是電阻為0的。
如果說電阻為0,那么開關合上的瞬間,電流是無窮大,還是可以用求極限的方法計算的。就是說無論任何值的回路電阻(即使趨近于0),能量都只剩一半。
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2014-04-16 14:53
@chenyankun
樓主,有點意思,睡覺前想想??!
電路被你學成了這樣,蠻厲害呀。。。佩服佩服。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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2014-04-16 15:15
@deep_thought
如果說電阻為0,那么開關合上的瞬間,電流是無窮大,還是可以用求極限的方法計算的。就是說無論任何值的回路電阻(即使趨近于0),能量都只剩一半。

很棒,有點意思,但是怎么計算呢?

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2014-04-16 15:34
@歸去來兮
很棒,有點意思,但是怎么計算呢?
你畫出來的是2個穩(wěn)態(tài)模式,需要假設電路有一個串聯(lián)電阻為R,然后給出電路的暫態(tài)公式,是一個指數(shù)關系。也可以用積分求電阻上的能量方式。具體式子,我懶得找書了,很少用到這個,忘了。
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2014-04-16 15:50
@歸去來兮
很棒,有點意思,但是怎么計算呢?

想起來一個形象的例子,可以說明這個電路。

2個一樣大的圓柱形桶子,左邊桶子的水是滿的,右邊桶子是空的。

左右桶子底部用一根管子連通,管子中間有個閥門。

把閥門打開,一段時間后,左右桶的水一樣高了,且是原來高的一半。

但是桶子里的水的總勢能只有一半了。水流動過程中,消耗了一半能量。

水量=電量;

電能=勢能。

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chenyankun
LV.8
17
2014-04-16 20:41
@deep_thought
想起來一個形象的例子,可以說明這個電路。2個一樣大的圓柱形桶子,左邊桶子的水是滿的,右邊桶子是空的。左右桶子底部用一根管子連通,管子中間有個閥門。把閥門打開,一段時間后,左右桶的水一樣高了,且是原來高的一半。但是桶子里的水的總勢能只有一半了。水流動過程中,消耗了一半能量。水量=電量;電能=勢能。
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houran77
LV.6
18
2014-04-17 09:38

左邊電容滿電電壓為U,右邊電壓為0,并聯(lián)電荷重新分配之后,U/2電壓怎么來的,你隨便給的么????還是想當然得出的一個值????

當你認真計算后,這個平衡后的電壓值肯定不是U/2.

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2014-04-17 09:52
@deep_thought
想起來一個形象的例子,可以說明這個電路。2個一樣大的圓柱形桶子,左邊桶子的水是滿的,右邊桶子是空的。左右桶子底部用一根管子連通,管子中間有個閥門。把閥門打開,一段時間后,左右桶的水一樣高了,且是原來高的一半。但是桶子里的水的總勢能只有一半了。水流動過程中,消耗了一半能量。水量=電量;電能=勢能。

好的,這個比喻可以部分反映該電路的特性。

水量=電量;

電能=勢能。

但又不能完全等同,原因如下:

1、因為水是有質量的,有質量的物質就有慣性,相當于在電路中增加了一個慣性環(huán)節(jié)(電感的特性)。 如果可以認為水沒有質量,就一樣了,那么水就可以瞬間達到無窮大的速度(在重力的作用下。但沒有質量有重力,這又是矛盾的)。

2、水與容器的摩擦力消耗了能量,轉換為熱量,這也是可以理解的。

 

那么,在我們的問題電路中,如果要計算出另外損失的能量大小是比較容易的,但問題是損失的能量是以哪一種能量形式存在的呢?

 

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2014-04-17 09:55
@houran77
左邊電容滿電電壓為U,右邊電壓為0,并聯(lián)電荷重新分配之后,U/2電壓怎么來的,你隨便給的么????還是想當然得出的一個值????當你認真計算后,這個平衡后的電壓值肯定不是U/2.

因為電荷Q沒有湮滅,而電容的容量增加了一倍,根據(jù)Q=CU,那么電壓就是原來的1/2呀。

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houran77
LV.6
21
2014-04-17 10:30
@歸去來兮
因為電荷Q沒有湮滅,而電容的容量增加了一倍,根據(jù)Q=CU,那么電壓就是原來的1/2呀。
百度有評論,消失的能量 在電荷轉移的過程中,一部分用來發(fā)熱了,一部分轉換成電磁波送走了。
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2014-04-17 11:35
@houran77
百度有評論,消失的能量在電荷轉移的過程中,一部分用來發(fā)熱了,一部分轉換成電磁波送走了。

百度中的評論,是各家之言,要辯證的看。

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2014-04-17 16:42
@歸去來兮
好的,這個比喻可以部分反映該電路的特性。水量=電量;電能=勢能。但又不能完全等同,原因如下:1、因為水是有質量的,有質量的物質就有慣性,相當于在電路中增加了一個慣性環(huán)節(jié)(電感的特性)。如果可以認為水沒有質量,就一樣了,那么水就可以瞬間達到無窮大的速度(在重力的作用下。但沒有質量有重力,這又是矛盾的)。2、水與容器的摩擦力消耗了能量,轉換為熱量,這也是可以理解的。 那么,在我們的問題電路中,如果要計算出另外損失的能量大小是比較容易的,但問題是損失的能量是以哪一種能量形式存在的呢? 
就是熱能啊。
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2014-04-17 16:43
@houran77
百度有評論,消失的能量在電荷轉移的過程中,一部分用來發(fā)熱了,一部分轉換成電磁波送走了。
瞬態(tài)過程中,只有單向的電壓和電流,形成不了電磁波吧?
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bpyanyu
LV.8
25
2014-04-17 17:54
??
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2014-04-17 17:56

可以假設環(huán)路里有一個阻抗Z,通過這個公式可以計算出它上面占有(不一定是消耗)的能量.

在開關閉合的瞬間,有一半的電量轉移到另外一個電容,因此dQ=0.5*Q 。

它上面的電壓變化是從U到0V。

 

 

 

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alai4
LV.6
27
2014-04-18 13:19
能量沒有減少,因為你那個算出來的是每一個電容上的能量是1/4CU^2,兩個當然也是1/2CU^2
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yhtfeel
LV.7
28
2014-04-18 13:41
@歸去來兮
可以假設環(huán)路里有一個阻抗Z,通過這個公式可以計算出它上面占有(不一定是消耗)的能量.在開關閉合的瞬間,有一半的電量轉移到另外一個電容,因此dQ=0.5*Q。它上面的電壓變化是從U到0V。 [圖片]  
這難道是答案???
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yhtfeel
LV.7
29
2014-04-18 13:53
@deep_thought
瞬態(tài)過程中,只有單向的電壓和電流,形成不了電磁波吧?
電流的急劇變化產(chǎn)生的,發(fā)生在理想情況下,即導線電阻為0
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2014-04-18 13:55
@alai4
能量沒有減少,因為你那個算出來的是每一個電容上的能量是1/4CU^2,兩個當然也是1/2CU^2

這個你也敢放上來啊

任何東西移動都要做功或者有外力作用的,也就是說必須有能量參與。

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yhtfeel
LV.7
31
2014-04-18 13:58
@qinzutaim
這個你也敢放上來啊[圖片]任何東西移動都要做功或者有外力作用的,也就是說必須有能量參與。
估計是看錯了吧。。。我百度了一下,好像說是導線電阻為0的時候,損失的能量轉化為了電磁輻射;導線電阻為R的時候,能量都損耗在了電阻上!也不知道對不對?
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