Question

一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，上板帶正電，電量為Q，下板帶負(fù)電，電量也為Q，它們產(chǎn)生的電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零．兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電量都為q，桿長為l，且l＜d．現(xiàn)將它們從很遠(yuǎn)處移到電容器內(nèi)兩板之間，處于圖示的靜止?fàn)顟B(tài)（桿與板面垂直），在此過程中電場力對(duì)兩個(gè)小球所做總功的大小等于多少？（設(shè)兩球移動(dòng)過程中極板上電荷分布不變）（　�。�

• A．

  Qlq

  Cd

• B．0
• C．

  Qq

  Cd

  (d-l)
• D．

  Clq

  Qd

Answer 1

分析：等量的正負(fù)電荷在同一個(gè)移動(dòng)的過程中，電場對(duì)它們做的功的大小是相同的，但是一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功，總功的大小為零，全過程中的電場力對(duì)兩個(gè)小球所做總功的大小等于正電荷移動(dòng)l做的功的大�。�

解答：解：由于電場力做功與路徑無關(guān)，移動(dòng)兩電荷的過程可等效為--假設(shè)兩電荷未用一絕緣剛性桿相連，但彼此絕緣放在一起，首先將兩電荷同時(shí)移動(dòng)到題中負(fù)電荷的位置，在此過程中電場力對(duì)正負(fù)電荷分別做了等量的正功和負(fù)功，其總功W₁=0；然后保持負(fù)電荷不動(dòng)，將正電荷沿電場線移動(dòng)到題中的位置，在勻強(qiáng)電場中的功為W₂=Eql=

U

d

ql=

Qql

Cd

，因此整個(gè)移動(dòng)過程中電場力的總功為W=W₁+W₂=

Qql

Cd

．
故選A．

點(diǎn)評(píng)：本題要注意這一種解題的思路，從整體上來考慮電場對(duì)電荷做功的大小，電場對(duì)正負(fù)電荷做的總功為零．