能量守恒定律2能量密度和能流密度带电体受电磁场的洛伦兹力

高中物理的能量守恒定律知识点高中物理的学习中会有很多关于守恒的定律，下面店铺的小编将为大家带来能量守恒的定律介绍，希望能够帮助到大家。

高中物理的能量守恒定律介绍能量守恒定律内容能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。

其内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体;在转化或转移的过程中，能量的总量不变。

高中物理都研究了哪些形式的能量?研究能量守恒定律，要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?从解高中物理题的角度来分析，我们主要分析的是这五种形式的能量：动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。

注：内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式，高中不考磁能。

动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。

当然，上述五种形式的能量，是力学与电磁学常考到的。

选修内容中的机械振动也是具有能量的，还有光子能量，核能等等，这些都不在本文讨论范围内，不过同学们需要知道，光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。

能量守恒定律的公式E1=E2即，初始态的总能量，等于末态的总能量。

或者说，能量守恒定律，就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。

机械能守恒定律与能量守恒定律关系机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。

两者大多都是针对系统进行分析的。

(1)在只有重力、弹力做功时，系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。

(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等，众多形式的力做功时，系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化，而这些能量也是守恒的。

从上述对比中不难看出，机械能守恒是能量守恒的一种特例。

因此，在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上，我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。

或者说，能量守恒掌握的非常棒了，我们就可以把机械能守恒忘掉了。

能量守恒定律的前提条件问：什么情况下能用能量守恒定律解题?回答，我们是建立在解物理题技巧的基础上的。

§6、电磁场的能量和能流Energy and Energy Flow of Electromagnetic Field 电磁场是一种物质，它具有内部运动。

电磁场的运动和其他物质运动形式相比有它的特殊性一面，但同时也有普遍性的一面。

即电磁场运动和其他物质运动形式之间能够互相转化。

本节先用电磁场运动的基本规律——Maxwell’s equations和Lorentz力密度公式讨论电磁现象中能量转换和守恒定律的表现形式，从而求出电磁场能量和能流。

一、能量守恒与转化：能量：物质运动的量度。

表示物体做功的物理量。

机械能、热能、化学能、电磁能、原子能。

守恒与转化：能量可以相互转化，但总量保持不变。

电磁能：电磁场作为一种物质，具有能量和动量，电磁场弥散于全空间，电磁能也应弥散于全空间。

认识一种新物质的能量从能量转化入手。

热能：从机械能转化认识到热能的存在以及怎样量度。

电磁能：从电磁场中带电体系做功入手。

我们讨论电磁场能量问题，是以功和能的关系、能量守恒原理和代表电磁现象普遍规律的Maxwell’s equations和Lorentz力密度公式为依据的。

二、机械功与场能的变化关系：求电磁场的能量，是通过电磁场和带电物体相互作用过程中，电磁场的能量和带电物体运动的机械能相互转化来进行的。

为此，我们研究运动的带电物体受电磁场的作用而引起的总机械能量的变化。

1、电磁场对运动带电体系所作的功设一带电体由一种粒子组成，在电磁场中运动，电荷密度为ρ，运动速度为v J dtr d v ρ==， △ 带电体受电磁场的洛伦兹力（力密度）()B ⨯+E =B ⨯+E = v J f ρρ △ 在dt 间隔内，对体元dV 所做元功：dr fdV dr v dt()⋅=()f vdVdt v v v dVdt JdVdt ρE ρB E ⎡⎤⋅=⋅+⨯⋅=⋅⎣⎦△ 对整个带电体单位时间所做功：V dA JdV dt E =⋅⎰ （功率），电磁场对物体（即带电体）所做功转化为物体的机械能或转化为热能（改变速度或焦耳热）2、功与场量的关系： 由tD H J t D J H ∂∂-⨯∇=∂∂+=⨯∇ , 得()D F J H tE E ∂⋅=⋅∇⋅-⋅∂利用 ()()()H H E H t E E B E ⎧∇⋅⨯=⋅∇⨯-⋅∇⨯⎪⎨∂⎪∇⨯=-∂⎩ ()()()()()()V V H H E H H E H t D B f v E J H E H t t D B JdV H dV E H d t t ∑B E E E E E ∑∂⋅∇⨯=⋅∇⨯-∇⋅⨯=-⋅-∇⋅⨯∂∂∂⋅=⋅=-⋅-⋅-∇⋅⨯∂∂⎡⎤∂∂⋅=-⋅+⋅-⨯⋅⎢⎥∂∂⎣⎦⎰⎰⎰＊ dV w W V⎰= 三、能量密度与能流密度矢量1、能量密度()0V S d H d ∑∑∑E ∑→∞⋅=⋅⋅→⎰⎰ ，（原因：运动电荷产生的电磁场一般由两部分组成： ⑴向外传播的电磁波（他在无穷远处为零）； ⑵与场源有关的场？） 在此种情况下dA dW dW dt dt dt'=-= 假定介质无热损耗（介质极化要产生热能，导体电流流动要产生焦耳热），全空间只有运动带电体系和电磁场。

第10节能量守恒定律与能源一、能量守恒定律1．建立能量守恒定律的两个重要事实(1)确认了永动机的不可能性。

(2)发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

2．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

3．意义能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。

它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。

二、能源和能量耗散1．能源与人类社会人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期。

自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。

2．能量耗散燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。

电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物体吸收之后变成周围环境的内能，我们无法把这些散失的能量收集起来重新利用。

3．能源危机的含义在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。

4．能量转化的方向性与节约能源的必要性能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性。

所以，能源的利用是有条件的，也是有代价的，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。

1．自主思考——判一判(1)当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。

(√)(2)做功越多，能量的转化也越多。

(√)(3)外力对物体不做功，这个物体就没有能量。

(×)(4)煤、石油、天然气属于常规能源。

(√)(5)电能、焦炭、氢能属于一次能源。

(×)(6)冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭。

(×)2．合作探究——议一议(1) 一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何能源的发电机。

能量守恒定律墨菲定律能量守恒定律适用于物理的能量学，它的提出者是托马斯杨。

下面是店铺给大家整理的能量守恒定律，供大家参阅!能量守恒定律定义能量是物质运动转换的量度，简称“能”。

世界万物是不断运动的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。

能量是表征物理系统做功的本领的量度。

能量(energy)是物质所具有的基本物理属性之一，是物质运动的统一量度。

能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中是焦耳(J)。

在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中常用电子伏(eV)作为单位，1电子伏=1.602,18×10-19焦。

物理领域，也用尔格(erg)作为能量单位，1尔格=10-7焦。

能量以多种不同的形式存在;按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能。

这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。

各种场也具有能量。

能量的英文“energy”一字源于希腊语：ἐνέργεια，该字首次出现在公元前4世纪亚里士多德的作品中。

伽利略时代已出现了“能量”的思想，但还没有“能”这一术语。

能量概念出自于17世纪莱布尼茨的“活力”想法，定义于一个物体质量和其速度的平方的乘积，相当于今天的动能的两倍。

为了解释因摩擦而令速度减缓的现象，莱布尼茨的理论认为热能是由物体内的组成物质随机运动所构成，而这种想法和牛顿一致，虽然这种观念过了一个世纪后才被普遍接受。

能量(Energy)这个词是T.杨于1807年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的，针对当时的“活力”或“上升力”的观点，提出用“能量”这个词表述，并和物体所作的功相联系，但未引起重视，人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力。

1831年法国学者科里奥利又引进了力做功的概念，并且在“活力”前加了1/2系数，称为动能，通过积分给出了功与动能的联系。

1853年出现了“势能”，1856年出现了“动能”这些术语。

电磁场的守恒定律和能量流动电磁场是我们生活中随处可见的一种物理现象。

它包括电场和磁场两个部分，它们相互作用，共同构成了电磁波的传播媒介。

在电磁场中，存在着一种重要的物理规律，即守恒定律。

守恒定律告诉我们，电磁场中的能量是如何流动和守恒的。

首先，我们来看电磁场的守恒定律。

电磁场的守恒定律是指在一个封闭系统中，电磁场的总能量是守恒的。

这意味着能量既不能被创造，也不能被销毁，只能在不同形式之间转化。

在电磁场中，能量主要以电磁波的形式传播。

当电磁波通过空间传播时，它们会携带着能量。

这个能量可以被吸收或者辐射出来，但总的能量保持不变。

其次，我们来探讨电磁场中能量的流动。

在电磁场中，能量的流动是通过电磁波的传播实现的。

电磁波是由电场和磁场相互耦合而成的，它们通过相互作用而传递能量。

当电磁波经过物质介质时，会与物质相互作用，从而导致能量的吸收或者散射。

这种能量的传递可以形象地比喻为水波在水面上的传播，当水波传播到一个障碍物时，会发生反射、折射和透射等现象。

在电磁场中，能量的流动还受到能量密度的影响。

能量密度是指单位体积或者单位面积内的能量。

在电磁场中，能量密度与电场强度和磁场强度有关。

根据麦克斯韦方程组，能量密度与电场强度的平方成正比，与磁场强度的平方成正比。

这意味着电磁场中能量的分布是不均匀的，能量密度高的地方能量流动比较快，而能量密度低的地方能量流动比较慢。

除了能量的流动，电磁场还存在着能量的储存。

在电磁场中，能量可以以电场能和磁场能的形式储存。

电场能是指电荷在电场中具有的能量，它与电荷的位置和电场的强度有关。

磁场能是指磁场中具有的能量，它与电流的大小和磁场的强度有关。

当电磁场中存在电荷和电流时，能量会在电场和磁场之间相互转换。

这种能量的转换可以通过电磁感应和电磁辐射等现象实现。

总结起来，电磁场的守恒定律告诉我们电磁场中的能量是如何流动和守恒的。

能量以电磁波的形式在空间中传播，它们通过电场和磁场的相互作用而传递能量。

高三物理电磁场知识点电磁场是物理学中一个重要的概念，它描述了电荷和电流周围空间的物理特性。

在高三物理学习中，电磁场是一个重要的知识点，本文将介绍高三物理电磁场的相关知识。

一、电磁感应1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本规律。

它表明，当闭合回路中的磁通发生变化时，会在闭合回路中诱导出电动势和电流。

公式表示为ε = -dΦ/dt，其中ε为感应电动势，Φ代表磁通量，dt表示时间的微分。

2. 纳日尔定律纳日尔定律是描述磁场中感应电流方向的规律。

根据纳日尔定律，感应电流的方向总是使得产生它的磁场发生变化的方式。

二、电磁波1. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁场理论的基本方程组，它由麦克斯韦提出并总结了电磁场的基本规律。

麦克斯韦方程组包括四个方程：电场高斯定律、电场环路定律、磁场高斯定律和磁场环路定律。

2. 电磁辐射电磁辐射是电磁波的传播方式。

电磁波具有电场和磁场的相互作用，它们垂直传播，并以光速传播。

电磁波可以根据频率分为不同的波段，包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

三、电磁场的应用1. 电动机和发电机电动机和发电机是利用电磁场相互作用的原理来实现能量转换的设备。

电动机将电能转换为机械能，而发电机则将机械能转换为电能。

2. 电磁炉和感应加热电磁炉和感应加热利用电磁感应的原理来实现加热功能。

通过产生交变磁场来激发物体内部的感应电流，从而产生热量。

3. 电磁波的应用电磁波在通信、雷达、医学诊断等领域有着广泛的应用。

无线通信利用电磁波的传播特性来进行信息传输，而医学诊断则利用电磁波的穿透能力来观察人体内部的结构和组织。

四、电磁场的符号表示和单位1. 电场强度和磁感应强度的符号表示电场强度用E表示，磁感应强度用B表示。

2. 电场强度和磁感应强度的单位电场强度的国际单位是N/C，磁感应强度的国际单位是T（特斯拉）。

五、电磁场的性质1. 电场和磁场的荷质量参量电荷是电磁场相互作用的物理量，它具有电量和质量。

电磁场能量守恒定律
电磁场能量守恒定律是自然界中普遍存在的一种基本物理现象。

在电磁场中，每一个电荷都会产生电场和磁场，并且在电场和磁场中都存在能量。

这些能量也遵循能量守恒定律，即一定时间内，能量的增加等于减少。

电场和磁场中的能量可以通过电荷间的相互作用转化。

如果一个电荷移动到另一个位置，它会通过该位置的电场和磁场的相互作用来改变它的速度和动量，这会导致电场和磁场中能量的转移。

在这个过程中，总的能量保持不变。

对于静电场，能量可以表示为电势能。

而对于电磁波，电场和磁场中的能量则以相互关联的形式存在。

在这种情况下，能量守恒定律告诉我们，电场和磁场的总能量密度在空间中是恒定不变的。

∂(εE²/2 + B²/2μ)/∂t + ∇ · S = -J · E
其中，ε为电容率，E为电场强度，B为磁感应强度，μ为磁导率，J为电流密度，S 为能流密度。

这个方程式表示，在任何时候，一个体积单位内电场和磁场的总能量密度的瞬时变化量等于能量流量的瞬时变化量，再加上一个耗散项，即电流密度与电场的乘积。

这个方程表明电磁场中的能量守恒。

在任何时候，对于一个特定的体积，能量的流入等于流出，并且任何能量损失都应该等于能量增加的部分。

这与守恒律的基本原理是相同的。

总之，电磁场能量守恒定律告诉我们，一个孤立系统中，电场和磁场的总能量是守恒的。

能量可以在电场和磁场之间相互转化，但总能量不会发生变化。

这个定律对于许多物理学领域都有着广泛的应用，包括电子学、通讯、计算机科学等。