[問題] 拉近兩點電荷所作的功

看板 Physics
作者 iamokay (Aubin)
時間 2024-07-31 23:13:35
留言 5 ( 1推 0噓 4→ )
╭──────────── 提醒:版規三及版規四 ─────────────╮ │解題文需附上自己的解題過程或自己對題目的理解 │ │問題文需先自行查過網路資料並附上對資料的初步理解 │ │問題獲得回答後也勿任意刪除文章,並適度的向回答者表達感謝之意 │ ╰──────────────────────────閱讀後可用ctrl+y刪除╯ 【出處】112學年度分科測驗物理考科單選題第4題 【題目】空間中有相距2d的兩靜止點電荷,已知將此兩點電荷緩慢移近至相距d靜止, 需作功W。若再將兩點電荷緩慢移近至相距d/5靜止,則需再作多少功? https://i.imgur.com/DLzR820.png
[問題] 拉近兩點電荷所作的功
ans. 8W 【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡,請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導) (錯誤示範:第X題我不會,求詳解) (錯誤示範:acceleration of gravity是什麼意思我看不懂) (正確示範:我算出來的答案好像不太對,這是我的計算過程,哪裡出問題?) 我有想到一種解法,正在尋求其他解法,並想針對題意延伸一個問題。 目前我能想到的解法是「非保守力作功導致力學能變化」,具體來說,先假設兩點電荷 分別為Q、q,再假設電位能: $U_1 = \frac{kQq}{2d}$ $U_2 = \frac{kQq}{d}$ $U_3 = \frac{kQq}{ \frac{d}{5} }$ ,其中,k是庫倫常數,那麼: $W = U_2 - U_1 = \frac{kQq}{2d}$ ,同理,第二次作的功就是$U_3 - U_2$,算出來是8W。我想找別的解法是因為108課綱 沒有明說「非保守力作功導致力學能變化」,而且手邊的南一課本沒有在課文中推導非 保守力作功跟力學能的關係式(其他書商有),所以我在想這題是否有其他解法,但似乎 沒有,因為不知道移動電荷的施力大小。請問大家有什麼點子嗎?謝謝。 第二個問題,我想請教題目特別說「緩慢移近」的用意,如果不緩慢移近會改變答案嗎 ?是因為加速的電荷會輻射出電磁能量(電磁波)嗎?謝謝。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.137.186.97 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1722438817.A.814.html

留言

※ 編輯: iamokay (114.137.186.97 臺灣), 07/31/2024 23:15:19
mantour 緩慢移動表示過程為準靜力平衡 08/01 02:29 1F
mantour 外力做功與靜電力做功大小相等,正負相反 08/01 02:30 2F
mantour 電位能變化依定義又等於靜電力做功的負值 08/01 02:33 3F
ithic 高中原則上不考慮加速電荷的電磁波,因此緩慢移近,單純是 08/01 12:31 4F
ithic 為了確保過程中動能變化為零,使W=del(E)=del(U) 08/01 12:31 5F
謝謝,但只要起、終點速率相同,動能變化就會等於零,不是嗎?中間是否緩慢移動應該 不是必要吧?我真的懷疑出題者是為了減少電磁輻射,畢竟這是大考試題,答案不能有 疑義。為了減少電磁輻射,出題者需要保證加速跟減速的過程越短越好,所以只加速一點 點並因此得到緩慢移動的結果。
※ 編輯: iamokay (114.137.136.130 臺灣), 08/01/2024 22:23:53
這題大概真的只能從能量觀點下手,沒別的解法,看了數個解題影片都是如此。關於第二 個問題,主要是在運用能量守恆解題時必須考慮各種能量改變的來源,這是普物提到的, 普物也有提到加速電荷會輻射能量,因此,如果這題用能量守恆的時候加入輻射,那麼計 算結果就不可能剛好是8W,這是我一點淺見,另外,維基百科(Electric potential的定 義)也有提到加速電荷輻射的問題,手邊的高中課本也有用到「緩慢移動」的字眼,但沒 有細說原因就是了。
※ 編輯: iamokay (114.137.49.70 臺灣), 08/02/2024 18:02:53

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