Question

8．如圖所示，一絕緣的長為L、兩端分別帶有等量異種電荷的輕桿，電量的絕對值為Q，處在場強為E的勻強電場中，桿與電場線夾角為60°，若使桿沿順時針方向轉過60°（以桿上某一點為圓心轉動），則下列敘述正確的是（　�。�

• A． 電場力不做功，兩電荷電勢能不變
• B． 電場力做的總功為$\frac{1}{2}$QEL，兩電荷的電勢能減少
• C． 電場力做的總功為$\frac{1}{2}$QEL，兩電荷的電勢能增加
• D． 電場力做的總功大小跟轉軸位置有關

Answer 1

分析 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小．故A錯誤．
B、C、電場力對正電荷所受的功W₁=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，電場力對正電荷所受的功W₂=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，電場力做的總功為W=W₁+W₂=$\frac{QEL}{2}$．由于電場力做正功，兩個電荷的電勢能減少．故B正確，C錯誤．
D、由上得到總功W=$\frac{QEL}{2}$，可見，總功與跟轉動軸無關．故D錯誤．
故選：B

點評 本題是電偶極子，電場力對兩個電荷做的總功大小跟轉動軸無關．