Question

如圖，絕緣桿長(zhǎng)L，兩端分別帶有等量異號(hào)電荷，電量值為Q，處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與電場(chǎng)線夾角α=60°，若使桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°（以桿上某一點(diǎn)為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)），則下述正確的是（　�。�

• A．電場(chǎng)力不作功，兩電荷電勢(shì)能不變
• B．電場(chǎng)力作的總功為-

  QEL

  2

  ，兩電荷的電勢(shì)能增加
• C．電場(chǎng)力作的總功為

  QEL

  2

  ，兩電荷的電勢(shì)能減小
• D．電場(chǎng)力做的總功大小跟轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)

Answer 1

分析：由題意：桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)60°，電場(chǎng)力對(duì)兩電荷都做正功，電勢(shì)能都減少．根據(jù)W=qEd計(jì)算電場(chǎng)力做功，其中d是沿電場(chǎng)方向兩點(diǎn)間的距離．

解答：解：A、+Q所受電場(chǎng)力水平向右，-Q所受電場(chǎng)力水平向左，當(dāng)桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷都做正功，兩電荷的電勢(shì)能都減�。�故A錯(cuò)誤．
B、C，電場(chǎng)力對(duì)正電荷所受的功W₁=QE

L

2

（1-cos60°）=

1

4

QEL，電場(chǎng)力對(duì)正電荷所受的功W₂=QE

L

2

（1-cos60°）=

1

4

QEL，電場(chǎng)力做的總功為W=W₁+W₂=

1

2

QEL．由于電場(chǎng)力做正功，兩個(gè)電荷的電勢(shì)能減少．故B錯(cuò)誤，C正確．
D、由上得到總功W=

1

2

QEL，可見，總功與跟轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān)．故D正確．
故選CD

點(diǎn)評(píng)：本題是電偶極子問(wèn)題，電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷做的總功大小跟轉(zhuǎn)動(dòng)軸無(wú)關(guān)．基礎(chǔ)題．