電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，如圖所示．有一電偶極子放置在電場(chǎng)強(qiáng)度為E．的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電 場(chǎng)方向的夾角為θ，則作用在電偶極子上的電場(chǎng)力繞O點(diǎn)的力矩為
qE0lsinθ
qE0lsinθ
；圖中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功為
qE0l（1-cosθ）
qE0l（1-cosθ）
．
分析：（1）分析電場(chǎng)力方向，找出力臂求出力矩之和．+q受的電場(chǎng)力水平向右，-q受的電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)力大小均為qE．O為轉(zhuǎn)軸，找出力臂，
（2）找出電荷沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離，求出電場(chǎng)力做功．
解答：解：（1）以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸．
+q受的電場(chǎng)力水平向右，-q受的電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)力大小均為qE．O為轉(zhuǎn)軸，電場(chǎng)力的力臂均為
1
2
lsinθ，故力矩M=2×E0q×
1
2
lsinθ=qE0lsinθ
（2）W=2E0q?
1
2
l（1-cosθ）=qE0l（1-cosθ）
故答案為：qE0lsinθ，qE0l（1-cosθ）
點(diǎn)評(píng)：題目以課本從未出現(xiàn)“電偶極子”為立意命題，考查了電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能、力矩及帶電粒子受力等知識(shí)，
考查了理解、分析、推理和創(chuàng)新能力，并靈活運(yùn)用上述概念和規(guī)律，解決實(shí)際問(wèn)題．
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)正、負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖（a）所示的矢量表示．科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子都在作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)且排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性．當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列．圖（b）中的電偶極子在場(chǎng)強(qiáng)為E0的電場(chǎng)力作用下處于平衡時(shí)，其方向與外電場(chǎng)方向夾角θ及相應(yīng)的電勢(shì)能可能為（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖（a）所示的矢量表示．科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性．當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場(chǎng)發(fā)生變化．
（1）如圖（b）所示，有一電偶極子放置在電場(chǎng)強(qiáng)度為E．的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電場(chǎng)方向的夾角為θ，求作用在電偶極子上的電場(chǎng)力繞O點(diǎn)的力矩；
（2）求圖（b）中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功；
（3）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值及相應(yīng)的電勢(shì)能；
（4）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線上，初始時(shí)刻如圖（c）排列，它們相互間隔距離恰等于 l．加上外電場(chǎng)EO后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場(chǎng)方向，若在圖中A點(diǎn)處引人一電量為+q0的點(diǎn)電荷（q0很小，不影響周圍電場(chǎng)的分布），求該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的大小．
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（06年上海卷）（l4分）電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖(a)所示的矢量表示。科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性。當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場(chǎng)發(fā)生變化。  

（1）如圖(b）所示，有一電偶極子放置在電場(chǎng)強(qiáng)度為E。的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電場(chǎng)方向的夾角為θ，求作用在電偶極子上的電場(chǎng)力繞O點(diǎn)的力矩；   

（2）求圖(b)中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功；

（3）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值及相應(yīng)的電勢(shì)能；   

（4）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線上，初始時(shí)刻如圖(c）排列，它們相互間隔距離恰等于 1。加上外電場(chǎng)EO后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場(chǎng)方向，若在圖中A點(diǎn)處引入一電量為+q0的點(diǎn)電荷(q0很小，不影響周圍電場(chǎng)的分布），求該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖3-1-12(a)所示的矢量表示.科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性.當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場(chǎng)發(fā)生變化.

圖3-1-12

（1）如圖(b)所示，有一電偶極子放置在電場(chǎng)強(qiáng)度為E0的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電場(chǎng)方向的夾角為θ，求電偶極子在電場(chǎng)力作用下繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功.

（2）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線上，初始時(shí)刻如圖（c)排列，它們相互間隔距離恰等于l.加上外電場(chǎng)E0后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場(chǎng)方向，若在圖中A點(diǎn)處引入一電量為+q0的點(diǎn)電荷（q0很小，不影響周圍電場(chǎng)的分布），求該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的大小.

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