Question

如圖，絕緣桿長L，兩端分別帶有等量異號電荷，電量值為Q，處在場強為E的勻強電場中，桿與電場線夾角α=60°，若使桿沿順時針轉過60°（以桿上某一點為圓心轉動），則下述正確的是（　　）

• A．電場力不作功，兩電荷電勢能不變
• B．電場力作的總功為-

  QEL

  2

  ，兩電荷的電勢能增加
• C．電場力作的總功為

  QEL

  2

  ，兩電荷的電勢能減小
• D．電場力做的總功大小跟轉軸位置無關

Answer 1

分析：由題意：桿沿順時針方向轉過60°，電場力對兩電荷都做正功，電勢能都減少．根據(jù)W=qEd計算電場力做功，其中d是沿電場方向兩點間的距離．

解答：解：A、+Q所受電場力水平向右，-Q所受電場力水平向左，當桿沿順時針方向轉過60°時，電場力對兩個電荷都做正功，兩電荷的電勢能都減�。�故A錯誤．
B、C，電場力對正電荷所受的功W₁=QE

L

2

（1-cos60°）=

1

4

QEL，電場力對正電荷所受的功W₂=QE

L

2

（1-cos60°）=

1

4

QEL，電場力做的總功為W=W₁+W₂=

1

2

QEL．由于電場力做正功，兩個電荷的電勢能減少．故B錯誤，C正確．
D、由上得到總功W=

1

2

QEL，可見，總功與跟轉軸位置無關．故D正確．
故選CD

點評：本題是電偶極子問題，電場力對兩個電荷做的總功大小跟轉動軸無關．基礎題．