Question

13．如圖所示，一絕緣細(xì)桿長為l，兩端各固定著一個(gè)帶電小球，處于水平方向的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E，兩小球帶電量分別為+q和-q．開始時(shí)，細(xì)桿與電場方向垂直，即在圖中I所示的位置；接著使細(xì)桿繞其中心轉(zhuǎn)過90°，到達(dá)圖中Ⅱ所示的位置；最后使細(xì)桿移到圖中III所示的位置．細(xì)桿從位置I到位置Ⅱ的過程中，電場力對(duì)兩小球做的總功為W₁=qEl，細(xì)桿從位置Ⅱ到位置III的過程中，兩小球的合電勢能的變化為0．

Answer 1

分析 在從Ⅰ到Ⅱ的過程中，電場力分別對(duì)電荷做了正功，但是從Ⅱ到Ⅲ的過程中，正負(fù)電荷移動(dòng)的距離相同，電場力對(duì)+q做正功，電場力對(duì)-q做等大的負(fù)功總功的想為零．

解答 解：從Ⅰ到位置Ⅱ過程中，+q沿著電場線運(yùn)動(dòng)，-q逆著電場線運(yùn)動(dòng)，電場力對(duì)兩電荷都做正功，有：
W₁=qE•$\frac{l}{2}$+qE•$\frac{l}{2}$=qEl；
由位置Ⅱ到位置Ⅲ過程中，電場力對(duì)+q做正功，電場力對(duì)-q做等大的負(fù)功，因此電場力對(duì)兩小球所做的總功為零，W₂=0．
故答案為：qEl，0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電場力的功問題，分析清楚球的運(yùn)動(dòng)過程是解題的前提，應(yīng)用功的計(jì)算公式可以解題；等量異號(hào)電荷在電場中受的力大小相同，但方向相反，所以電場力對(duì)它們做的總功的大小為零．