电场中的永动机??高手请进

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 07:45:00
一个光滑绝缘环,在其水平直径下方存在水平向右的电场,现有一带正电的金属小环套在大环上,从大环最左端放手。请问:当小环转动一周回到出发点时,其动能定会增加,什么能减少?(其中大环处于竖直平面内,qE=mg,不考虑摩擦)
问题补充:从最左端到最右端,机械能增加2mgr,再从右到左,出电场,机械能不变,那转一周后,机械能不是增加2mgr?

其动能是增加了。这是由电势能转化而来的,因为电场对小环做正功
另外:对问题补充。因为qE=mg,机械能确实增加了2mgr。但是这是因为除重力外(以及弹力)的力,此处是电场力,对它做功了,机械能就增加了。

跟iam112358同样见解

一个根本问题,有界电场的存在性问题。有界电场是一个理想的物理模型,现实中不会存在。假如用平行板电容器,板外不可能没有电场。而如果用金属板屏蔽电场,定会造成内部匀强电场的改变。
这就像是高二物理课本中的一个问题:有没有平行但不等间距的电场线表示的电场。你可以参阅教科书中的解释。答案是不存在。你的问题中构造的电场就是一种特殊的平行但不等间距电场。

同意zz11zzy的回答,说得非常有道理,我补充一点就是,带电物体或粒子在电场中从某点出发延任何路径运动最后回到出发点,电场力做功一定是等于零的,那么你这个小金属环在转动一周过程中有一段路径电场力要做负功,这段路径就是在大环水平中心线上部,因为上部也有电场。

这是我们常犯的一个错误,只说实物具有能量,常忘了场本身的能量。注意一个重要问题,即电场也是一种物质,本身也具有能量,所谓的电场对带电体做功,其实是消耗电场本身能量转化为物体能量。故此题中按题意小环能量的确增加,但是需要消耗电场能量,即用来发生电场的仪器需消耗能量。故非永动机。

不对吧楼主~
我们取释放点为0势能点,由最左边(设为点A)到最右边~电势能转化为机械能,势能未做功~那么到达最右端时小环所具有的机械能即动能为2mgr,但是由最右端到最高点(设为点B)这段里,电场力和重力均作负功为-(mgr+qEr)=-2mgr。所以说,当小环到达大环最高点时动能为0,只有mgr的重力势能~此时~沿电场线方向看,A点比B点多具有mgr的电势能,然而B比A多具有mgr的重力势能~~~所以A点和B点的能量是相同的,A点的电势能转化为了B点的重力势能,不存在能量不守恒的问题~~~~~
楼主再仔细分析下..........永动机肯定是不可能的~