1樓：Xylitol
我覺得這裡面有兩個問題
1. 電場是整個空間分布，不僅僅是在兩電極之間的空間存在，所以在運動過程中都有勢能的變化，這增加的動能就是從勢能中來的，而勢能就是將alpha粒子移到圖中位置時消耗的能量，題中一句不斷新增放射源或者說增加alpha粒子的話就把這個增加能量的過程忽略掉了，本身就是個謬誤。
2.電場不變本身是乙個近似的假設，因為圖中電極間電場遠遠大於粒子的電場，所以可以把粒子電場對電極間電場的影響忽略不計，但是電極間電場還是有變化的，電場的變化會引起電極上電荷分布的變化，巨集觀上等效就是有電流了，電池也是會有消耗的
2樓：
題主的疑慮在於粒子通過電場獲得了動能，且電源沒有做功。 問題在於前提錯了，電池做功了。當極板之間沒有粒子的時候，我們開啟電源開關，給電容充電，電容獲得能量，粒子從上極板到下極板的時候。
電勢能轉化為動能，電容的能量減少，然後電源給電容充電。電池不就提供能量了嗎。還有，電流的定義是單位時間內通過單位面積的電荷數，你在外面源源不斷的發射粒子，不就相當於電路是導通的嗎。
其實這個問題等同於有人在高空中不斷向地面扔石頭，多餘的動能哪來的，勢能啊。這能量不是還是守恆的嗎。
3樓：三浦永
題主可以看一看一種發動機，叫離子推進器。這裡可以想象成把入射方向改變了而已。
離子推進器：https://
zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%A6%BB%E5%AD%90%E6%8E%A8%E5%8A%9B%E5%99%A8
4樓：
這裡的永動機應當指的是在外界不提供能量的情況下可以持續向外界輸出能量的孤立系統。假設輻射源只能輻射乙個帶電粒子，進入兩極板之間後電勢能轉化為動能，從極板出射後如果要返回原輻射源的位置，需要克服兩極板在外界產生的電場所帶來的「阻力」。也就是說如果將粒子出射後的動能全部輸出後還需要對粒子做功才能使系統返回原狀態。
所以該系統最多只能輸出輻射源所能輻射的所有帶電粒子的總勢能，而不能實現「永動」。換句話說，該系統之所以給人類似永動機的感覺，無非是忽略了將輻射源擺放在高勢能處所需輸入的能量。
另外可能有人會問，輻射源是電中性的怎麼不受電場影響不用做功呀？在這種情況下，系統末態為正負電荷分離的狀態，也就是說，將正負電荷合在一起變成「輻射源」還是要做功的呀。
5樓：
樓上一堆什麼答案。。。也就 @barries cran的答案稍微靠譜些。 @白如冰回答的角度應該是氦核在極板上感應出電荷但被電源轉移然後電源做功，但是只是將電源的化學能納入了整個體系的能量而已，還要考慮極板上對應產生的感應電荷然後被電源轉移做功，其實沒必要這麼複雜的。。。
假設沒有電源，就兩塊板子，或者直接抽象成點電荷更好。如果不考慮運動電荷帶來的電磁輻射，僅僅是按照靜電場中的電斥力來分析的話，能量守恆的原因就很簡單了：帶正電的氦核受電場加速了不假，但這部分「增加的」能量來自於其初始位置（假設粒子源就是一堆氦核，不考慮衰變），即：
你耗費了多少「能量」把這堆氦核帶到那個位置。
用大白話重述一遍：兩個極板（點電荷）固定，氦核飛過兩個極板之間時受到正極的斥力和負極的引力，但飛過之後呢？負極是會往回吸引氦核的啊。。。
到最後的穩態無非就是1、氦核圍著負極轉圈圈（如果考慮上正電荷的話，貌似這是個改版的三體問題？）；2、氦核飛到無窮遠處，其動能扣除靜電場的勢能後仍有剩餘。
6樓：
我愛白如冰：
這題解答是錯誤的把靜電場能（1/2E^2）和外界帶電粒子分開。帶電粒子之所以可以被加速，從乙個觀點來看，可以說是電子的電荷受到電場力的影響。其實從場的觀念看，無非是電荷自己電場和電容器電場相互作用導致的。
這樣的結果是，靜電場能轉化成動能（或者電磁輻射）。就算這個電荷最終不中止在極板上，他也一定會以這樣一種方式運動（或者靜止）：初始狀態的動能+電場能之和，等於終止狀態動能和電場能之和。
實際上如果電荷不終止在極板上，或者極板不和原電容器連通，你會得到電荷集中在極板上抵消原來的電場（注意，不是白冰冰的電荷抵消），和在y方向上往復週期運動最後速度減少，y方向有些許速度的結果（但總的動能缺減少了）
7樓：
電勢能減小。
實際的平板電容器的邊緣部分不會是勻強垂直電場。
當粒子進入進入電場時，有一部分動能轉化為電勢能。
所以實際的結果是，粒子進之前和出之後的動能不變。
8樓：barries cran
直接貼以前答的東西了。
能量是乙個很tricky的概念，但是在我們目前的遇到的絕大多數不涉及到廣義相對論的理論裡，能量守恆都是適用的。可是能量守恆不僅僅是四個字，更詳細的是：
某些體系的能量在某些操作下維持不變
能量是物體的能量，守恆是時間的守恆。所以任何脫離物體的能量、脫離過程的守恆都是耍流氓。
明確這些之後我們再來看題主的問題：這是不是電場永動機？
答案顯然是不是。個中原因我們一步一步分析。
這裡面的物有幾個？電源，電容器，α粒子【導線不考慮了，視為電阻為零不發熱損失能量】
過程有哪幾個？閉合開關給電容器充電，斷開開關使得電容器成為孤島，發射α粒子
圖中說「當α粒子加速時，電池沒有輸出電流，也就沒有輸出能量，因此構成永動機」
這句話對麼？
我告訴你們，這句話是對的，沒問題，確實——α粒子加速，電路並沒有發生變化。但是粒子加速所消耗的能量並不是來自於電路，而是其本身自帶的電勢能！
這是什麼意思？
比如我把α粒子放在發射的位置等待發射，這個時候還沒有給極板充電，極板也還沒產生電勢差和電場。然後閉合開關，給電容器充電了，我們可以對全空間積分算出電池消耗的能量、轉化了多少到電場裡
這個時候問題來了，沒有α粒子和有α粒子存在的時候空間中的電場分布並不同！
或者說簡單點，因為α粒子放在那裡，電池要做的功不單單是原本的只給電容器了，還要提供α粒子的電勢能！
所以圖中的問題出在少考慮了這部分能量，儘管最終這些能量都是從電池裡的非靜電力做功轉化而來，α粒子在射出前就已經收到了這部分能量，並不是想象中的那樣，原本沒有，經過乙個極板加速無緣無故多了能量。
大致如此。
最後重要的話說三遍
所以任何脫離物體的能量、脫離過程的守恆都是耍流氓。
所以任何脫離物體的能量、脫離過程的守恆都是耍流氓。
所以任何脫離物體的能量、脫離過程的守恆都是耍流氓。
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