Question

公共題(全體考生必做) 電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對正負(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章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性．當(dāng)加上外電場后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場發(fā)生變化． (1) 如圖(b)所示，有一電偶極子放置在電場強(qiáng)度為E．的勻強(qiáng)外電場中，若電偶極子的方向與外電場方向的夾角為θ，求作用在電偶極子上的電場力繞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)到外電場方向的過程中，電場力所做的功 (3) 求電偶極子在外電場中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場方向夾角的可能值及相應(yīng)的電勢能 (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EO后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場方向，若在圖中A點(diǎn)處引人一電量為＋q0的點(diǎn)電荷(q0很小，不影響周圍電場的分布)，求該點(diǎn)電荷所受電場力的大�。�

Answer 1

答案：
解析：

(1)
(2)
(3)	，，
(4)