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

Question

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

Answer 1

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流,就要产生一定的焦耳热.于是安培力做的正功被分成两部分,一部分转化为焦耳热,另一部分才是克服阻力做功.所以这安培力、阻力两份功不相等,安培力和阻力做功的功率也不相等.
那么你也许会考虑,安培力是系统内力,而阻力是系统外力,外界没有能量输入为什么体系还可以做匀速直线运动?这是因为磁场的运动.驱动静磁场是需要能量的,所以表面上看没有外源能量,实际上是外界能量提供给磁场,再提供给安培力,所以整个体系能量是“收支平衡”的,也就保证了线框匀速直线运动.
如果我说的不明确,或者你需要解题过程,欢迎追问~