Question

2．如圖所示，一絕緣的長(zhǎng)為L(zhǎng)．兩端分別帶有等量異種電荷的輕桿，電量的絕對(duì)值為Q，處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與電場(chǎng)線夾角為60°，若使桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°（以桿上某一點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)），則下列敘述正確的是（　�。�

• A． 電場(chǎng)力不做功，兩電荷電勢(shì)能不變
• B． 電場(chǎng)力做的總功為$\frac{QEL}{2}$，兩電荷的電勢(shì)能減少
• C． 電場(chǎng)力做的總功為$\frac{QEL}{2}$，兩電荷的電勢(shì)能增加
• D． 電場(chǎng)力做的總功大小跟轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)

Answer 1

分析 桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°，電場(chǎng)力對(duì)兩電荷都做正功，電勢(shì)能都減少．根據(jù)W=qEd計(jì)算電場(chǎng)力做功，其中d是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離．

解答 解：A、+Q所受電場(chǎng)力水平向右，-Q所受電場(chǎng)力水平向左，當(dāng)桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷都做正功，兩電荷的電勢(shì)能都減小，故A錯(cuò)誤．
B、電場(chǎng)力對(duì)正電荷所受的功W₁=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷所受的功：W₂=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，電場(chǎng)力做的總功為W=W₁+W₂=$\frac{1}{2}$QEL，由于電場(chǎng)力做正功，兩個(gè)電荷的電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，故B正確，C錯(cuò)誤．
D、由B可知，電場(chǎng)力做的總功：W=$\frac{1}{2}$QEL，總功與跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸無(wú)關(guān)，故D正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 本題是電偶極子，電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷做的總功大小跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸無(wú)關(guān)．電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．