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(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，桿與電場線夾角為60°，若使桿沿順時針方向轉(zhuǎn)過60°（以桿上某一點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸位置有關(guān)

Answer 1

分析 桿沿順時針方向轉(zhuǎn)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(jì)算電場力做功，其中d是沿電場方向兩點(diǎn)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(dāng)桿沿順時針方向轉(zhuǎn)過60°時，電場力對兩個電荷都做正功，兩電荷的電勢能都減�。�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(zhuǎn)動軸無關(guān)．故D錯誤．
故選：B

點(diǎn)評 本題是電偶極子，電場力對兩個電荷做的總功大小跟轉(zhuǎn)動軸無關(guān)．