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，電荷量為Q，下板帶負(fù)電，電荷量也為Q，它們產(chǎn)生的電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零.兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電荷量都為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8-5-13示的靜止?fàn)顟B(tài)（桿與板面垂直），在此過程中電場力對兩個小球所做總功的大小等于（設(shè)兩球移動過程中極板上電荷分布情況不變）（    ）

圖8-5-13

A.               B.0              C.（d-l）            D.

Answer 1

解析：由于兩球移動過程中極板上電荷分布情況不變，因此電容器兩極板間的電場始終是一個勻強電場.設(shè)在圖中正負(fù)電兩小球所在位置的電勢分別為φ₁和φ₂，又因為電場在很遠(yuǎn)處的電勢為零，可得正負(fù)電兩小球從現(xiàn)在所處位置移到無窮遠(yuǎn)處（很遠(yuǎn)處）分別做功為：

W₁=qφ₁  W₂=-qφ₂

    兩個小球所做總功的大小等于

W=qφ₁-qφ₂=q（φ₁-φ₂）=qU₁₂

    而U₁₂=El；對電容器有：

E=  U=

    可得U₁₂=；所以W=，A正確.

答案：A