宇宙是不是一个永动机

永动机是什么

永动机是指违反热力学基本定律的不能实现的发动机。

不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了热力学第一定律，故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。永动机这个名词不是很恰当。如飞轮之类，一旦开始运动，若无摩擦阻力作用，是可以永久继续运动下去的，这在实际上虽然不易实现，但是在道理上说得通，可以看作一种实际的极限情况。所谓永动机并不是指这种情况，不是试图去保持永恒的运动，而是期望在没有外界能源供给，即不消耗任何燃料和动力的情况下，源源不断地得到有用的功。如果这种永动机真的能够制成，那么就可以不使用任何自然能源无中生有地得到无限多的动力。在人们还没有掌握自然的基本规律时，这种想法曾经引诱许多有杰出创造才能的人，他们付出了大量的智慧和劳动，追求这种梦想的实现。但是，没有任何一部永动机被实际地制造出来，也没有任何一个永动机的设计方案能受住科学的审查。

就像爱迪生当初发明电灯一样。多说是不可能的 ~

如今世界上可再生能源只会越来越少！直到枯竭！

大家一起来研究吧~

永动能源群。研究永动能源，

我们的地球迟早会消耗光不可再生能源汽油煤炭等，

欢迎大家加入，我和我的朋友非常欢迎~

一起探讨研究。我有太多太多关于永动能类似的问题希望大家一起来探讨研究。

群号：45029406 QQ ：81967885

只要有时间，世界越不可能是事情就会变的越有可能 ！

B、永动机违反了能量守恒定律或违反了热力学第二定律，永动机是不可能制成的，故B错误；

C、卫星与地面站利用电磁波传递信息，故C错误；

D、手机是利用电磁波传递信息的，手机可以产生电磁场，会产生电磁污染，故D错误；

故选B．

6 高中 物理 必修一 高一 知识梳理 高一物理知识点归纳

弹力

（1） 形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变。

说明：①任何物体都能发生形变，不过有的形变比较明显，有的形变及其微小。

②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变，叫做弹性形变，简称形变。

（2）弹力：发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫弹力。

说明：①弹力产生的条件：接触；弹性形变。

②弹力是一种接触力，必存在于接触的物体间，作用点为接触点。

③弹力必须产生在同时形变的两物体间。

④弹力与弹性形变同时产生同时消失。

（3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。

几种典型的产生弹力的理想模型：

① 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。

② 点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。

③ 平面与平面接触，弹力方向垂直于平面，且指向受力物体；球面与球面接触，弹力方向沿两球球心连线方向，且指向受力物体。

（4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx，k是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或运动学规律计算。

摩擦力

（1） 滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

说明：①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。

②摩擦力具有相互性。

ⅰ滑动摩擦力的产生条件：A.两个物体相互接触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑。

ⅱ滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并跟物体的相对运动方向相反。

说明：①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”

②滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。

ⅲ滑动摩擦力的大小：F=μFN

说明：①FN两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力。应具体分析。

②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，无单位。

③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。

ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动。

ⅴ滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。

（2）静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间，由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。

说明：静摩擦力的作用具有相互性。

ⅰ静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势。

ⅱ静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并总跟物体的相对运动趋势相反。

说明：①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。

②静摩擦力的方向可以与运动方向相同，可以相反，还可以成任一夹角θ。

③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。

ⅲ静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0＜F≤Fm，其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况，利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。

说明：①静摩擦力是被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡，在取值范围内是根据物体的“需要”取值，所以与正压力无关。

②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）Fm＝μsFN。

ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势。

对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学的重要方法，受力分析的程序是：

一、匀变速直线运动的特征和规律：

? 匀变速直线运动：加速度是一个恒量、且与速度在同一直线上。

基本公式： 、、

（只适用于匀变速直线运动）。

? 当v0=0 、a=g （自由落体运动），有

vt=gt 、 、 、。

?当V0竖直向上、 a= -g （竖直上抛运动）。

注意： (1)上升过程是匀减速直线运动，下落过程是匀加速直线运动。

(2)全过程加速度大小是g，方向竖直向下，全过程是匀变速直线运动

(3)从抛出到落回抛出点的时间：t总= 2V0/g =2 t上=2 t 下

(4)上升的最大高度（相对抛出点）：H=v02/2g

(5)*上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向

(6)*上升、下落经过同一段位移的时间相等。

(7)*用全程法分析求解时：取竖直向上方向为正方向，S>0表示此时刻质点的位置在抛出点的上方；S<0表示质点位置在抛出点的下方。 vt >0表示方向向上； vt <0表示方向向下。在最高点 a=-g v=0。

二、运动的合成和分解：

1．两个匀速直线运动的物体的合运动是___________________运动。一般来说，两个直线运动的合运动并不一定是____________运动，也可能是_____________运动。合运动和分运动进行的时间是__________的。

2．由于位移、速度和加速度都是______量，它们的合成和分解都按照_________法则。

三、曲线运动：

曲线运动中质点的速度沿____________方向，曲线运动中，物体的速度方向随时间而变化，所以曲线运动是一种__________运动，所受的合力一定 .必具有_________。物体做曲线运动的条件是________________ 。

四、平抛运动（设初速度为v0）：

1．特征：初速度方向____________，加速度____________。是一种 。。。

2．性质和规律：

水平方向：做______________运动， vX=v0 、x=v0t 。

竖直方向：做______________运动， vy=gt＝ 、y=gt2/2＝ 。

合速度：V= ，合位移S= 。

3．平抛运动的飞行时间由 决定，与 无关。

五、斜抛运动（设初速度为v0，抛射角为θ）：

1．特征：初速度方向_______________，加速度________________。

2．性质和规律：

水平方向：做______________运动， vX= 、x=

竖直方向：做______________运动， vy= 、y=。

合速度：V= ，合位移S= 。

3．在最高点 a=-g vy=0

最大高度：H=,射程S= 飞行时间T＝

圆周运动 知识要点

一、匀速圆周运动的基本概念和公式：

1．速度（线速度）：

定义：文字表述____________________________________；定义式为_________；

速度的其他计算公式：v=2rπ/T=2πRn、n 是转速。

2．角速度：

定义：文字表述______________________________________；定义式________；

角速度的其他计算公式：_________________________________。

线速度与角速度的关系：___________________。

3．向心加速度：计算公式： a=v2/r=ω2r = .

注意：（1）上述计算向心加速度的两个公式也适用于计算变速圆周运动的向心加速度，计算时必须用该点的线速度（或角速度）的瞬时值；

（2）v一定时，a与r成反比； 一定时，a与r成正比。

4．向心力：

计算公式：F=mv2/r ＝ ＝ ＝

（1）匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动；加速度大小不变方向时刻改变，是一种变加速运动。匀速圆周运动的速度、加速度和所受向心力都是变量，但角速度是恒量；

（2）线速度、角速度和周期都表示匀速圆周运动的快慢；运动越快，则线速度越 、角速度越 、周期越 。

（3）匀速圆周运动时物体所受合外力必须指向圆心，作为使物体产生向心加速度的向心力。如果物体做变速圆周运动，合外力的沿半径的分力是此时的向心力，它改变速度的方向；合外力的切向分力则改变速度的大小。

二、圆周运动题型分析：

在水平面上的匀速圆周运动：知道飞机绕水平圆周盘旋、自行车或汽车在水平面内转弯、火车转弯、*圆锥摆等问题中物体所受合外力作为向心力。汽车过拱桥、细绳拉住物体在竖直平面内作圆周运动（不是匀速）时，沿半径方向的合力提供向心力，在最高点的合力向下，在最低点的合力向上。

万有引力 知识要点

一、万有引力定律： F=

适用条件：两个质点间(质量均匀分布的球可以看作质量在球心的质点)二、万有引力定律的应用：（天体质量M, 天体半径R, 天体表面重力加速度g ）

1．万有引力=向心力 (一个天体绕另一个天体作圆周运动时，r=R+h )

G

中心天体的质量： M=4π2r3/GT2

人造地球卫星的作圆周运动速度大小计算：

2．重力=万有引力

地面物体的重力加速度：mg = G g = G ≈9.8m/s2

高空物体的重力加速度：mg = G g = G <9.8m/s2

3．第一宇宙速度----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是最大的.

由mg = m 或由 = =7.9km/s

7.9×103m/s称为第一宇宙速度；11.2×103m/s称为第二宇宙速度；16.7×103m/s称为第三宇宙速度。

4．通讯卫星（又称同步卫星）相对于地面静止不动，其圆轨道位于赤道上空，其周期与地球自转周期相同（一天），其轨道半径是一个定值。

5．卫星在发射时加速升高和返回减速的过程中，均发生超重现象，进入圆周运动轨道后，发生完全失重现象，一切在地面依靠重力才能完成的实验都无法做。

机械能和能源 知识要点

一、功和功率：

1．功的计算公式： W＝ （条件： ）

2．做功的两个不可缺少的因素：（1） ；（2） ；

功是标量、是过程量。功的大小反映了力在使物体发生一段位移的过程中的总效果；同时功又是物理过程中能量转移或转化的量度。

注意：当 = π时，W=0。例如：线吊小球做圆周运动时，线的拉力不做功；当π/2<α≤π时，力对物体做负功，也说成物体克服这个力做了功（取正值）

3．功率：定义式

物理意义：___________________________；单位及换算：1kW= W

其他计算公式：平均功率_____________________；

瞬时功率_____________________。

额定功率是发动机正常工作时最大功率；实际输出功率小于或等于额定功率。

二、动能和动能定理：

1．动能：大小____________决定因数：_______。

注意：动能是标量，动能没有方向，不要把速度的方向误认为是动能的方向。动能是状态量，是瞬时量，与一个时刻或位置相对应。

2．动能定理：

文字表述：____________________________________________________；

公式表示： W=EK2－EK 1 ＝mv22/2-mv12/2

讨论：当W>0时， EK2 >EK1，动能增大；

当W<0时， EK2 <EK1 动能减小；当W=0时 EK2 = EK1 动能不变。

注意：（1）功和能是两个不同的概念，但相互之间有密切的联系，这种联系体现于动能定理上，外力对物体做的总功等于物体动能的增加。（2）外力对物体所做的总功等于物体受到的所有外力的功（包括各段的运动过程）的代数和。（3）适用对象：适用于单个物体。

三、重力势能和弹性势能：

1，重力势能：

（1）重力做功的特点：重力对物体做的功只跟 有关，而跟物体的运动的路径无关。

（2）重力势能的定义和定义式： 。

性质：重力势能是标量、状态量、相对量。当物体位于所选择的参考平面（零势面）的上方（下方）时，重力势能为正直（负值）。但重力势能的差值与参考平面的选择无关。重力势能属于物体和地球组成的系统。

（3）重力势能与重力做功的联系：重力做的正功等于物体的重力势能的减小，即WG=mgh1—mgh2；如重力做的负功（多少）等于重力势能增加。

2．弹性势能：物体由于发生了弹性形变，而具有的能量，其大小与物体的 .及 有关。弹性势能的变化与弹力的功的关系是 。

四、机械能守恒定律：

1．内容：_______________________________________________________

________________________________________________；

2．条件：只有重力（弹力）做功，其他力不做功。这里的弹力指研究弹性势能的物体（如弹簧）的弹力，不是指通常的拉力、推力。不能误认为“只受重力（弹力）作用。

3．表达式：E2=E1或

注意：（1）研究对象是系统；（2）分清初、末状态。

4．功和能的关系

重力的功?量度?重力势能的变化,弹力的功?量度?弹性势能的变化

合外力的功?量度?动能的变化（注意：合外力包括重力合弹力）

除重力和弹力之外的外力的功?量度?机械能的变化

五、能量守恒定律和能源：

1． 能的转化和守恒定律： 。

2．第一类永动机是指

3．第二类永动机是指

4．一次能源有 。

二次能源有 。

其中属于可再生能源有 属于不可再生的能源有

5．未来的能源有 。

经典力学与物理学的革命 知识要点

1．经典力学的建立

经典力学是描述宏观物体低速运动规律的力学体系。17、18世纪建立，也叫牛顿力学（因为牛顿建立了普遍适用的力学规律——牛顿运动定律和万有引力定律）或古典力学。对经典力学的建立作出重要贡献的有： 、 、

、 、、 等。

2．经典力学的局限性: 只适用于

3．经典时空观（三个结论）：

4．相对论时空观：同时是相对的；空间距离是相对的

狭义相对论——爱因斯坦创立。重要结论有：运动的时钟 ；运动的尺子 ，运动的物体的质量随速度的增加而 。

5．经典物理学能量观——一切自然过程（包括物质、能量）都是

普朗克能量量子化——物质发射（或吸收）能量时，能量是

量子说：普朗克提出，能够很好解释 规律。

6．光子说：认为E=hν 爱因斯坦提出，能够很好解释 规律。

光的本性：光具有波粒二象性（光的干涉、衍射和偏振等说明光具有 ，光电效应说明光具有 ）

物理基础知识练习题

1a．两个质量不同的物体，放在不同的水平面上，用相同的水平拉力分别使它们运动相同的位移，则拉力对物体做的功大。(填“一样”或“不一样”)

1b．放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F1作用下，移动位移S；如果拉力改为与水平方向成300的力F2，移动的位移为2S，已知F1和F2所做的功相等，则F1与F2的大小之比为 。

1c．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面高度为h，底边长为L。用水平恒力F将质量为m的物体从斜面底端推到斜面顶端时，推力做功为W1=，重力做功为W2= ，斜面对物体的弹力做功为W3= 。

2a．汽车在水平的公路上，沿直线匀速行驶，当速度为18m/s时，其输出功率为72kW，汽车所受到的阻力是N。

2b．质量是2kg的物体，从足够高处自由落下，经过5s重力对物体做功的平均功率是______W，瞬时功率是______W。（取g＝10m／s2）

2c．质量为5.0×103 kg的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2.0m/s2的匀加速直线运动，所受阻力是1.0×103N，汽车在起动后第1s末牵引力的瞬时功率是 。

3a．在粗糙水平面上，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，运动位移S，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则运动位移S时物体的动能为 。

3b．斜面的倾角为θ，斜面高度为h，物体与斜面的动摩擦因数为μ。物体从斜面顶端由静止滑到底端的动能为 。

3c．有一质量为m的小球，以初速度V0竖直上抛后落回原处，如不计空气阻力，小球的速度变化了_________，小球的动能变化了__________.

3d．水平面上的质量为m的物体，在一个水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过位移S后撤去外力，又经过位移3S物体停了下来。则物体受到的阻力为 。

4a．重力对物体做10J的功,物体重力势能 了 J. 重力对物体做－10J的功,物体重力势能 了 J。

4b．单摆的摆球从最大位移处向最低位置运动的过程中，重力做 ，重力势能 ，摆线的拉力 。

5a．以V0的初速度竖直上抛一个小球,忽略空气阻力,则上升的最大高度为 ,上升高度h时的速度为 。

5b．如图，长为L的细绳一端固定，另一端连接一质量为m的小球，现将球拉至与水平方向成30°角的位置释放小球（绳刚好拉直），则小球摆至最低点时的速度大小为 ,绳子的拉力为 .

6a．一质点做匀速圆周运动过程中，角速度 ，周期，动能 ，动量 ，向心力 ，向心加速度 。（填变化与否）

6b．一质点做匀速圆周运动，在12s内运动的路程为24m，则质点的线速度大小为。

6c．一质点做匀速圆周运动，在3s内半径转过角度为1200，则质点的角速度为，周期为 。

6d．一质点做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，则质点的线速度大小为 ，角速度为 ，频率为 。

6e．已知一质量为m的质点做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，则质点的向心力为F= 。

7a．如左图为光滑的半球形碗，质量为m的小球从A点由静止滑下，则小球在最低点B时的速度为，向心加速度为 ，向心力为 ，球对碗底的压力为。

7b．如下中左图，一根长为L的细线一端固定，一端系一质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则小球在最高点时的最小速度为，绳子的最小拉力为 ；*在最低点时小球的最小速度为，*绳子的最小拉力为 。

7c*．如下中右图，一长为L的轻杆一端系一质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则小球在最高点时的最小速度为，轻杆对小球的作用力最小为 ；在最低点时小球的最小速度为，轻杆对小球的作用力最小为。 7d．如上右图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左轮的半径为2r。c点在左轮上，到左轮中心的距离为r。a点和b点分别位于右轮和左轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则a、b、c三点的线速度大小之比为 ；a、b、c三点的向心加速度大小之为 。

8a。两颗人造地球卫星的质量分别为m和2m，轨道半径分别为4 r和r，则地球对两颗人造卫星的万有引力之比为 ，向心加速度之比为 ，线速度之比为 ，周期之比为。

8b。已知海王星和地球的质量比M：m=16：1，它们的半径比R：r= 4：1，求：

（1）海王星和地球的第一宇宙速度之比。

（2）海王星和地球表面的重力加速度之比 。

8b。如果某恒星有一颗卫星，此卫星沿非常靠近恒星的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒星的平均密度为（万有引力恒量为G）

物理定理、定律、公式表

一、质点的运动（1）------直线运动

1）匀变速直线运动

1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo2＝2as

3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at

5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t

7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则aF2)

2.互成角度力的合成：

F＝(F12+F22+2F1F2cosα)1/2（余弦定理） F1⊥F2时:F＝(F12+F22)1/2

3.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

4.力的正交分解：Fx＝Fcosβ，Fy＝Fsinβ（β为合力与x轴之间的夹角tgβ＝Fy/Fx）

注：

(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则

（2）合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立

(3)除公式法外，也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图

(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大，合力越小

（5）同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。

四、动力学（运动和力）

1.牛顿第一运动定律(惯性定律）：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止

2.牛顿第二运动定律：F合＝ma或a＝F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}

3.牛顿第三运动定律：F＝-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方，平衡力与作用力反作用力区别，实际应用：反冲运动}

4.共点力的平衡F合＝0，推广 ｛正交分解法、三力汇交原理｝

5.超重：FN>G，失重：FN>r｝

3.受迫振动频率特点：f＝f驱动力

4.发生共振条件:f驱动力＝f固，A＝max，共振的防止和应用〔见第一册P175〕

5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕

6.波速v＝s/t＝λf＝λ/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质本身所决定}

7.声波的波速(在空气中）0℃：332m/s；20℃:344m/s；30℃:349m/s；(声波是纵波)

8.波发生明显衍射（波绕过障碍物或孔继续传播）条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大

9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)

10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同｛相互接近，接收频率增大，反之，减小〔见第二册P21〕｝

注：

（1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身；

（2）加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处；

（3）波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式；

（4）干涉与衍射是波特有的；

(5)振动图象与波动图象；

(6)其它相关内容：超声波及其应用〔见第二册P22〕/振动中的能量转化〔见第一册P173〕。

继续

把你的假设放大，也就是物体同时放大N倍，就不难理解为什么是错误的了。。。

只要磁铁与线圈有相对位移，那么就能产生电磁波，这句话有错吗?肯定是错的。。

首先，感应波信号较弹性波信号强许多，相对容易检测和分析；其次，感应波影响因素相对较少，易于给出相应的理论分析和解释；第三，感应波发生时，磁致伸缩材料发生的物理变化是产生弹性波的直接原因，对感应波的机理研究将对研究弹性波有着重要的意义。

作者对传感器系统中的感应波进行了多种方案的检测，分析了感应波波形中振荡发生的主要原因，对检测线圈匝数与感应波的波形信号关系进行了实验分析和理论探讨，为该种传感器检测系统的设计及线圈参数的确定提供了理论依据和实验数据。

2、细长直线磁致传感器基本原理

磁致伸缩传感器基本工作原理如图1所示。

图1 磁致伸缩直线传感器基本工作原理图

当给磁致伸缩线加以脉冲电流Ip时，线的附近便会产生周向磁场Фi；另一方面，在该线附近的永久磁铁会引发轴向磁场Фm。当脉冲电流Ip流过磁致伸缩线时，两磁场Фi和Фm合成一个瞬间扭转磁场Ф。由于磁致伸缩效应，导致合成磁场处的磁致伸缩线发生瞬间形变，进而产生弹性波，并沿轴向以一定的速度v向线的两端传播。

由于磁致伸缩线体材料的长度L远远大于直径D，则在计算周向磁场时可将线体假设为无限长。如图1所示，在线的一端设有检测线圈，当加载脉冲电流Ip时，载流无限长直导线周围的磁感应强度B为：

B=(μ0I)/(2πr0) （1）

在此磁场作用下，检测线圈覆盖的线体材料中的磁畴发生偏转和磁畴壁的位移，改变了轴向磁通量的大小，在检测线圈中便产生电压波形，在此称为感应波形。当扭转波到达检测线圈时，由于机械应力的改变，在逆磁致伸缩效应的作用下，线体中的磁畴发生变化引起轴向磁通量发生变化，在线圈中产生电压波形，称为弹性波形。

根据法拉第电磁感应定律，当检测线圈轴向发生磁能量改变时，在线圈两端便产生感应电动势e，其大小如(2)式所示。

e=-NS(əB/ət) (2)

式中 e：感应电压 [V]；N：检测线圈的匝数；S：检测线圈金属线横截面积 [m2]；B：磁通密度 [T]。由于əB/ət也是随时间变化的量，所以，e是t的函数。

位移的检测是通过计算弹性波从磁铁到检测线圈之间的传播时间t来实现的，设弹性波的传播速度为v，则永久磁铁到线圈的距离L如(3)式所示[3]。

L=vt (3)

由图1及磁致伸缩传感器原理可知，不仅弹性波对检测信号有影响，而且感应波对检测信号也有影响；在实际工作系统中，影响检测信号的还应有周向磁场直接对线圈的影响、环境磁场对线圈的影响、各种环境电磁波信号对线圈的影响以及线圈及附属检测系统电路自身的电气特性对信号的影响。

3、检测线圈与检测信号

作者采用不同匝数的检测线圈，对感应波信号进行了检测，检测线辊相关技术参数如图2所示，检测结果如图3所示。可以看出，随着检测线圈匝数的增加，感应波振幅变大，周期变长。

(a) 200匝 (b) 1000匝

图3 不同匝数线圈检测到的感应波形

图4为不同匝数线圈检测到的感应波形的峰峰值变化，及第一个尖峰值的变化。

(a) 峰峰值 (b) 第一峰值

图4 不同匝数线圈检测到的峰值

由图3和图4可知，在驱动脉冲电流的脉冲方波作用下，脉冲方波的前沿（上升沿）在线圈中产生正向的振荡波形，本文称之为前沿振荡；脉冲方波的后沿（下降沿）在线圈中产生负向的振荡波形本文称为后沿振荡，它们有以下特点：

① 感应波波形发生了两次变化，其中一次发生在驱动脉冲方波的前沿（上升沿），一次发生在后沿（下降沿）；② 随着线圈匝数的不断增加，前沿振荡和后沿振荡的振幅不断增大，周期也不断变长；③ 振荡的影响时间随线圈匝数的增加而变长，直到前沿振荡和后沿振荡交织在一起，当交织的前沿振荡与后沿振荡相位一致时峰峰值变大，当前沿振荡与后沿振荡相位相反时峰峰值变小；④由第一峰值的变化可知，随着线圈匝数的不断增加，第一峰值不断变大。

本文对不同匝数线圈检测到的感应波进行了频谱分析，随线圈匝数的变化感应波周期及频率变化如图5、图6所示。

5 线圈匝数与周期的关系 图6 线圈匝数与频率的关系

而对同匝线圈不同线体材料进行测试时，感应波主频基本一致，如表1所示。表中所示数据是采用500匝检测线圈，对六种线体材料、两种初始化方案下进行的感应波检测和主频分析。由表可知，在线圈匝数为500匝时，所检测到的感应波形的振荡频率基本保持在386kHz附近。

以上实验表明：不同磁致伸缩线体在同匝检测线圈方案下进行检测时，材料的变化未引起感应波主频率的较大变化。

表1 同匝异线感应波频率分析结果（kHz）

4、信号振荡与线圈匝数关系的分析

由于影响线圈信号的因素较多，本文对感应波信号振荡的主要影响因素进行了分析。

首先，所检测到的感应波的振荡不应是磁畴偏转振荡的直接反映。由式（1）可知：当电流呈方波波形时，周向磁场随时间的变化亦呈方波波形。如图7所示[4]，如果周向磁场引起的是可逆磁畴变化，磁通量应为O状态对应的磁畴磁通量或A状态对应的磁畴磁通量；如果周向磁场引起的是不可逆磁畴变化，磁通量应为B状态对应的磁畴磁通量或C状态对应的磁畴磁通量。而在定磁场作用下，磁畴将保持一种固定的状态，或在该状态附近。另外，在驱动脉冲电路一定的情况下，驱动脉冲的前沿振荡和后沿振荡是一定的，磁畴即使随驱动脉冲的前沿振荡和后沿振荡波动，其主频值也不会因检测线圈匝数的变化而变化[5-6]。所以，通过线圈检测到的振荡不应该是磁畴偏转振荡的直接反映。

图7 磁化和反磁化过程的各个阶段

其次，所检测到的感应波的振荡不应是由磁致伸缩线体的振荡变化引起的。分析如下：若振荡是由磁致伸缩直线扭转导致的逆磁致伸缩效应引起的磁通量的变化，则：对于相同的磁致伸缩线体，当采用不同的线圈匝数进行检测时，感应波振荡频率不应有较大的变化；对于不同的磁致伸缩线体，采用相同的线圈匝数进行检测时，感应波振荡频率应有较大的差异。而这与实验结果不符。

反之，由实验结果可知，感应波振荡的原因应主要是检测线圈电路的电信号振荡。作者对感应波振荡频率与检测线圈匝数的关系进行理论分析。

理论上，自感系数的计算方法一般比较复杂，实际中常常采用实验方法来测定，简单的情形可以根据毕奥-萨伐尔定律和式（4）进行计算：

Ψ=LI (4)

其中Ψ是磁通匝链数，L是自感系统，I是电流。

对于单匝密绕螺线管有：

L=μ0n2V=μ0N2S/l (5)

其中μ0是真空磁导率，n是单位长度内的匝数，V是螺线管的体积，N是总匝数，S是螺线管的截面积，l是螺线管的长度。

由RLC电路暂态过程相关理论，针对如图8所示的理想电路，对于电路中的振荡信号讨论如下。

图8 LCR电路

电路中的阻尼度为：

(6)

如果电路中的电阻不太大使得λ<1，便可视为阻尼振荡，其振荡频率f和周期T在L>>R时有：

(7)

(8)

由公式（5）、（7）、（8）可得：

(9)

(10)

对于本文所讨论的线圈，在匝数N变化时，截面积S和分布电容C也会发生变化。由前述实验可知，引起感应波信号振荡的主要因素应为检测线圈本身，当截面积S和分布电容C随线圈匝数变化较小时可近似为常量，此时即有：感应波信号振荡频率与线圈匝数成反比关系，感应波信号振荡周期与线圈匝数成正比关系。

早在印度时期就有关于发明永动机的想法，之后这种想法被传到西方各个地区。古往今来有不少人十分痴迷永动机是如何发明的，也闹出了多起关于永动机的骗局，国家一致宣布禁止发明永动机。那么究竟什么是永动机呢?接下来就由本站我为大家揭秘为什么永动机禁止发明，大家一起往下看!

永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。

不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念，是不能够被制造出来的。

为什么永动机禁止发明

永动机是一种违反了能量守恒定律的机器，该机器一经启动就能永久运转而不需要任何能源，然而实际上这种机器是不存在的。尽管从近代开始，世界各国都尝试制造永动机，但由于永动机违反科学常理，因此只能是一种幻想的机器。

永动机是一种违反了热力学基本原理的机器，因为，完全将不同种形式互相转化而无损失的热机，这种热机无冷凝器，只有单一的热源，它从这个单一的热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化，人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。

历史上曾经无数人痴迷于永动机的设计和制造，在热力学体系建立之前，这些人中既有科学家，也有希望借此成名发财的投机者，而热力学体系建立后，致力于永动机设计的除了希望打破现有科学体系的“民间科学家”外，更多的则是一些借永动机之名牟取钱财的骗子。

历史上著名的永动机骗局有：

1、自动轮骗局：1714年，德国人奥尔菲留斯声称发明了一部名为自动轮的永动机，这部机器每分钟旋转六十转，并能够将16公斤的物体提高相当的高度，当他宣布了这一消息并进行了公开实验后，名噪整个德国。1717年一位来自波兰的州长在验看了安放自动轮的房间后，派军队把守这座房屋，40天他发现自动轮仍在转动，便给奥尔菲留斯颁发了鉴定证书。奥尔菲留斯靠展出自动轮获取了大量金钱，俄国沙皇彼得一世甚至与他达成价值10万卢布的购买协议。最终由于奥尔菲留斯的太太与女仆发生争执，女仆愤而曝光，原来自动轮是依靠隐藏在房间夹壁墙中的女仆牵动缆绳运转的，整个事件是一个骗局。

2、王洪成骗局：中国哈尔滨人王洪成曾在1984年提出一个永动机方案，他利用他设计的永动机驱动自家的洗衣机、电扇等装置运转，不久骗局被揭穿，他制作的永动机模型是用隐藏的钮扣电池驱动的一个电动马达，而供应洗衣机、电扇运转的则是暗藏在地下的电线。1998年，王洪成提出自发电机的设计，据称可以利用大功率蓄电池带动所谓具备回充电功能的直流发电机，后经多次试验失败后再无下文，同年他的另一个骗局“水变油”被揭穿，此人也因此入狱。

3、中华 宇宙 能源超磁能机车：陈锦文以自发电机为号召，利用多层次传销手法(老鼠会)来进行吸金集资，并假称与台湾三阳工业合作开发的新型电动机车，内容于产品发表会中号称无须加油、加水、充电即可骑乘，但经媒体记者查证后坦承该车仍需更换电池。且三阳工业在2011年9月23日于公司网站上公告，并未与“台湾新动力产业股份有限公司”及“庆骅国际能源股份有限公司”合作或签约研发“磁能发电机”与“磁能动力车”一事。

4、另外在19世纪80年代的巴黎博览会上，曾展出过一种“永动机装置”：这个装置是一个不停转动的大轮子，参观博览会的观众对这架永动机非常好奇，纷纷逆旋转方向推动轮盘，以期阻止轮子的转动。这个永动装置的设计者正是利用了观众的好奇心，让他们向后转动轮盘的动作为永动机上紧发条，维持装置的运转。此外，前国民党军队第12兵团司令官黄维，1948年在国共内战的徐蚌会战被俘之后，送至功德林战犯管理所接受“改造”，至1975年释放期间，他不顾众人异议，在所内潜心研制永动机，十分有名。最后当然仍以失败告终。

永动机在世界上不能存在

因为动摩擦消耗能量，而永动机又必须动，同时能量守恒。即动就要消耗，就不能守恒，所以永动机不能存在。

永动机不存在是由能量守恒定律决定的，在理想状态下，你所描述的那种十字架转动装置在被人为转动之后是可以一直转动的，这里的理想状态是指没有外界阻尼作用，无摩擦状态，而且所处的参考系为惯性参考系，但是这种装置仍然是没有意义的，因为无阻尼作用就给这种装置判了死刑，我们需要的永动机是需要实际向外输出功率的，就是说跟电机一样带动其他装置才有实际价值，然而很明显带动其他装置时，会受到外界给予的对于所谓永动机系统的来说的阻尼作用!!所以，即使在理想状态下，永动机也是不可能实现的。

永动机无法实现的原因是能量不能凭空产生。每个分支放上钢珠当然可以，但那不是永动机，是人往上放钢珠，钢珠的势能是人给的。如果没人往上放，钢珠不会自己跑到上面去。如果你以为钢珠会因为另一边的钢珠的重力而向上动，那另一边的钢珠为什么不会因为这边的钢珠的重力而往上动呢?要是两边都会往上动，那不是说明钢珠自己会飞吗?

永动机的分类

(1)机械类：妄图依靠机械内循环，对启动能量进行增益，以试图突破能量守恒。并依靠能量增益，使增益的能量输出，并将输出能分化为两部分，一部分给机械提供动力。另一部分对外做功。

(2)电/磁动机：属于永动机范畴，但因不具备工业实用性，被称为玩具。概念，假设概念，磁铁与电磁场互动，使得能量突破能量守恒，磁动机获得了输出大于输入。

(3)热循环：试图突破热一，热二，但终究失败，温度平衡点与温度不可叠加和转化消耗上，无法在内部环境中进行百分百转化。

(4)空气压缩机：依靠压缩空气，至使温度升高。

(5)特斯拉线圈：属于官方资料，民间流传的据说是不完整的，但理论上与现实中线圈的确存在，它是一种在自然界收集电能量的一种器具。

(6)饮水鸟：爱因斯坦自食其言的传奇玩具，一个利用液体沸点与自然界温度的玩具机械。

(7)几何永动：这是集齐所有机械类理论于一体的永动机，并开阔创新，成就前无古人，也可能后无来者的失败永动机。

(8)液态永动：利用液体质量的密度与引力，或另一种单纯的水与气体引力相结合设计出的永动机。但因为守恒，利用液体质量的至今全部失败，而水与空气类型的似乎也是失败。

(9)倒吸虹：这个永动机，企图改变管道的粗细，在水管的上方加一个水箱，依靠水的压力，改变吸虹势能。但因出水口的限制，决定了水的压力，导致再次失败。

看完上述我为大家揭秘的为什么永动机禁止发明，相信大家都知道了永动机这种机器只是人们的一种设想，在世界上根本就不能存在，它违反了客观规律，目前是根本不能被制造出来的!

地球为何自转的答案在于太阳系的形成时间。大约50亿年前，没有太阳行星或月亮。但是在那里创建它们所需的成分是，这些成分是尘埃，气体，岩石，它们是一些超新星的剩余物。

这些尘埃、气体和岩石堆积起来，这是一段混乱的时间，各种东西相互碰撞、粘在一起，各种事情都在发生，岩石之间或更大的岩石块之间的碰撞并不总是正面朝上，而是侧面朝上。

由于这种侧向碰撞，这些岩石开始旋转，随着时间的推移，这些岩石吸引了更多的小岩石，变得越来越大现在被称为行星，小行星和彗星但是由于惯性和角动量守恒它们仍然在旋转。唯一能够影响地球自转的是月球的潮汐效应，在地球早期，它的自转周期约为6小时，并随时间以毫秒/世纪的速度递减。

我们的日常经验告诉我们，一个物体必须被一种力“推动”才能保持移动。否则，它会减速并最终停止。但这种直觉是绝对错误的。如果一个物体在运动，那么需要一个力使它减速或停止运动，而不是保持运动。(因此，“运动中的物体倾向于保持运动状态。”在我们的日常经验中，正是摩擦力阻止了地球上的物体永远运动。但是对于绕地轴旋转的地球来说，没有任何力来抵消这种旋转(例如地球自转)。

那么，是什么让地球开始旋转呢?或者为什么地球会自转？(这就是问题所在)

这个问题最简短的答案是角动量。角动量就是我们给物体倾向于旋转这个事实取的名字。(就像规则动量是物体运动的趋势。)地球是由一个坍塌的星云形成的。当星云坍塌时，它开始旋转，这可能看起来很奇怪，但实际上不旋转比旋转更奇怪。地球的自转来自于它形成时的最初的自转趋势，只有来自月球的相对较弱的潮汐力起作用使它减速。

我希望我的答案是您想要的。谢谢你的提问。如果你喜欢我的答案，请点赞、评论和分享。

不存在的 。不消耗能量而能永远对外做功的机器这才是永动机，违反能量守恒。在没温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中吸取热量使之连续转变为机械能的机器也是永动机，违反热力学第二定律，也是不存在的。

永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了能量守恒定律，故称为“第一类永动机”。

在没有温度差的情况下，从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器，它违反了热力学第二定律，故称为“第二类永动机”。这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念，是不能够被制造出来的。

扩展资料：

永动机尝试的详细分类：

（1）机械类：妄图依靠机械内循环，对启动能量进行增益，以试图突破能量守恒。并依靠能量增益，使增益的能量输出，并将输出能分化为两部分，一部分给机械提供动力。另一部分对外做功。

（2）电/磁动机：属于永动机范畴，但因不具备工业实用性，被称为玩具。概念，假设概念，磁铁与电磁场互动，使得能量突破能量守恒，磁动机获得了输出大于输入。但实际上实验显示，磁动机终究会因为消磁而停止。

（3）热循环：试图突破热一，热二，但终究失败，温度平衡点与温度不可叠加和转化消耗上，无法在内部环境中进行百分百转化。

（4）空气压缩机：依靠压缩空气，至使温度升高。理论上，空气压缩与释放能量守恒，但是使用空气压缩的机构涉及曲轴等机械零件能量消耗，并且在热量挥发时速度与空气回温等等存在许多不完善，但具体资料因资源有限暂且未知（理论上可行性永动机）。

（5）特斯拉线圈：属于官方资料，民间流传的据说是不完整的，但理论上与现实中线圈的确存在，它是一种在自然界收集电能量的一种器具。姑且不说官方文献，但以自然界电磁场能量制作出的线圈仅仅只能是个玩具。

（6）饮水鸟：爱因斯坦自食其言的传奇玩具，一个利用液体沸点与自然界温度的玩具机械。

（7）几何永动：这是集齐所有机械类理论于一体的永动机，并开阔创新，成就前无古人，也可能后无来者的失败永动机。这台永动机发明者只研究增益零件，而放弃了固定能量源，选择能量源自由。形成了一个利用周长相等的圆与三角形之间的力矩不同，而忽略三角形最短力矩的另类组合。

（8）液态永动：利用液体质量的密度与引力，或另一种单纯的水与气体引力相结合设计出的永动机。但因为守恒，利用液体质量的至今全部失败，而水与空气类型的似乎也是失败。

（9）倒吸虹：这个永动机，企图改变管道的粗细，在水管的上方加一个水箱，依靠水的压力，改变吸虹势能。但因出水口的限制，决定了水的压力，导致再次失败。

参考资料来源：百度百科-永动机