为什么我要用弹簧分析,就是为了说明弹簧两端得到的势能,就是只能是来自外力的功,被弹簧两端分为两部分,虽然外力位移是一个方向;即外力只是一个方向的做功,转换为弹簧两端势能,只能遵守守恒;
对比: 正负电荷弹簧体却是受到两个方向的外力;即只有一个正或负电荷源产生的一个外电场力,却能够分为两个方向,分离开正负电荷;
在一个正或负电荷源产生的一个外电场中,正负电荷的电势能同步相对增减,电场力只能做一对正负功,大小相同、方向相反;
使外电场力做功合计为零。多余出来正负电荷分离的负功。创造能量。
回复内容:
对:刘志斌关于1、静电感应过程,也是两个力,一个力做正功,一个力做负功;2、外电场的电场力给感应自由负电荷做正功,外电场付出能量;3、感应异性电荷间的内电场力做负功,内电场能量增大,或者说正感应电荷电势能增大;4、这样外电场与内电场之间交换能量,能量守恒;5、可是,你要把内电场力做负功正电荷电势能的增大,又要说成是外电场力做负功的缘由;6、你仔细看看,是不是这样!?内容的回复:
为什么我要用弹簧分析,就是为了说明弹簧两端得到的势能,就是只能是来自外力的功;
同样的,正负电荷获得的电势能也是来自于外力,即外部电场力。内部的分离负功,是只能是外力造成的。
反复使用弹簧对比说明:
外力拉开弹簧做正功,弹簧自己做负功,大小相同、方向不同,使弹簧两端得到的势能,就是只能是来自外力的功;遵守守恒;
正负电荷获得的电势能也是来自于外力,即外部电场力。内部的分离负功,是只能是外力造成的。
对比: 正负电荷的分离却是受到两个方向的外力;即只有一个正或负电荷源产生的一个外电场力,却能够分为两个方向,分离开正负电荷;
在一个正或负电荷源产生的一个外电场中,正负电荷的电势能同步相对增减变化,那么电场力只能做一对正负功,大小相同、方向相反;如果外电场力仅仅做正功,那么你怎么理解正电荷在正电荷源的外部静电场中电势能增加时,外电场做正功?
引用246楼“1、和你说的弹簧储存弹性势能一样,感应电荷间的电场储存势能一样;
2、外电场力克服感应正电荷的内电场力对感应负电荷的作用力,对感应自由负电荷做正功,外电场付出能量;
3、同时感应正电荷对感应负电荷的拉力做负功,感应正电荷势能增大;
4、两个力,做两功,没有第三个功!!!”
========以上分析中,认为只有外电场力的正功、正负电荷之间的引力做负功,只有这两个功;
那么,我再次分析下去:
1. 那么外电场力拉开感应自由负电荷时,同时外电场力能够避免对于正电荷的力的作用,这样才能够使外电场力仅仅使感应自由负电荷单独得到电场力的功,这样外电场力才能仅仅对于感应自由负电荷做正功(即对于弹簧的一端做功时仅仅使一端具有势能;但是普通的弹簧都是两端分担外力的功,弹簧之间的负功是由于外力引起的,并且是与外力的功抵消守恒的,才能转换外力的功为弹簧两端的势能);
2. 如果仅仅感应自由负电荷获得正功,然后消耗正功转换为正电荷势能,那么就像动能碰撞,就不像直接有联系的弹簧结构;
3. 如果仅仅感应负自由负电荷获得正功为2W,那么感应负自由负电荷应该按照弹簧原理转换为-2W,才能守恒;然而,感应负自由负电荷将不得不给正电荷一个负功-W,才能支撑相互分离的正负电荷,这样只能保留一个W,即自由负电荷最终获得正功为W,正电荷获得负功-W;
这样看来,外电场做功为2W,自由负电荷最终获得正功为W,正电荷获得负功-W,代数和为2W,同样的克服能量守恒定律。
4. 如果外电场力拉开感应自由负电荷时,同时外电场力能够对于正电荷的力的作用,即外电场力同时作用于正负电荷(即不断提醒的弹簧情形),
5. 那么使外电场力不仅仅使感应自由负电荷得到外电场力的功,还同时作用于正电荷,即自由电荷单独位移使外电场力做功却同时由正负电荷分担;使外电场力同时对于正负电荷做功;结果只能是一对正负功,对外具有创生的能量,同样的克服能量守恒定律。
我的朋友们啊…
1、你回答,静电感应过程中,感应自由负电荷受几个力的作用?(外电场力的引力、感应电荷之间的引力,方向相反)
2、与负电荷的位移方向相同的力是哪个?(外电场力的引力)相反的是哪个?(感应电荷之间的引力)
3、那个力做正功?谁付出能量?(外电场力的引力做正功)(外电场付出能量)
4、那个力做负功?谁得到能量?(感应电荷之间的引力做负功,使正电荷得到能量)
关键的问题是:外电场力的引力做正功如果为2W,,是否与正电荷得到的负功一样大小;
如果一样大小,那么这两个正负功能够抵消守恒,但是负电荷怎么办,没有势能了。
如果正电荷得到的负功为-W,那么剩余给负电荷的功只能是W,这样的代数和为2W+W-W=2W ;
那么只能是:外电场力做功为正负W,那么才能象弹簧一样使两端得到势能;
即正电荷得到的负功为-W,负电荷的功是W ,这样的代数和为W-W+W-W=0;守恒;
结果对外具有电压能量,即创造出能量为-W(即外电场力的一半;正负电荷分离的负功的一半)。
分析:
4、外电场力的引力做正功FXe,外电场付出能量FXe负电荷的电势能减小FXe;(==说明有两个Fxe消失)
3、感应电荷之间的引力做负功-FXe,感应正电荷得到能量-FXe;(==说明有一个-Fxe产生)
5、感应电荷之间的引力做负功-FXe,内电场得到能量-FXe,感应正电荷的电势能增大-FXe;
这样的结果只能得到外电场力的正功Fxe、负电荷的电势能减小Fxe;感应正电荷得到能量-Fxe;
代数和Fxe+Fxe-Fxe=Fxe 不守恒。
应该这样:
1、 单独正或者负电荷源产生的静电场中的导体发生静电感应,电场力为两个力F、-F大小相等方向相反,分别作用于导体正负电荷,使负电荷自由位移Xe,使正负电荷的弹簧体两端即正负电荷具有一样大小的势能,即分别对正电荷做负功为-1/2 ×Fxe,使正电荷电势增大、电势能增大;
对负电荷做正功为1/2 ×Fxe,使负电荷电势增大、电势能减小;
2、 外电场力的引力做正功1/2 ×Fxe,外电场力的斥力做负功-1/2 ×Fxe,(相当于两个人从两端拉开弹簧),
外电场付出能量1/2 ×Fxe-1/2 ×Fxe=0;
3、外电场力的引力做正功1/2 ×Fxe,外电场付出能量1/2 ×Fxe,负电荷的电势能减小1/2 ×Fxe;
4、外电场力的斥力做负功-1/2 ×Fxe,外电场付出能量-1/2 ×Fxe,正电荷的电势能增加-1/2 ×Fxe;
5、感应电荷之间的引力做负功,使感应正电荷得到能量-1/2 ×Fxe;使感应负电荷减小能量1/2 ×Fxe;合计为零;
外电场力的引力做正功1/2 ×Fxe,外电场力的斥力做负功-1/2 ×Fxe;
感应电荷之间的引力做一对正负功1/2 ×Fxe、-1/2 ×Fxe;
代数和1/2 ×Fxe-1/2 ×Fxe+1/2 ×Fxe-1/2 ×Fxe =0;
使导体对外具有电压能量,其中-1/2 ×Fxe的能量成为创造出来的能量,可以对外做功。
由于正负电荷的分离只能是储存外电场力的能量,因此外电场力的功等于正负电荷获得或减少的电势能;
由于外电场力对负电荷做正功FXe;负电荷在外电场中的电势能降低Fxe;正电荷电势能增大-Fxe;
Fxe+Fxe-Fxe- =Fxe 不守恒了。
只能是外电场力拉开正负电荷弹簧分别做一对正负功使正负电荷电势能大小相同。
引用 永动机时代 的回复内容:
……由于正负电荷的分离只能是储存外电场力的能量,因此外电场力的功等于正负电荷获得或减少的电势能; 由于外电场力对负电荷做正功FXe;负电荷在外电场中的电势能降低Fxe;正电荷电势能增大-Fxe; Fxe+Fxe-Fxe- =Fxe 不守恒了。 只能是外电场力拉开正负电荷弹簧分别做一对正负功使正负电荷电势能大小相同。
1、外电场力对负电荷做正功FXe;
2、所以负电荷在外电场中的电势能降低FXe;
3、只能计算一次,Fxe-Fxe- =0 能量守恒,而不是Fxe+Fxe-Fxe- =Fxe 能量不守恒;
4、做的功=能量的变化,计算能量变化时,不要把功再重复计算一次!