Question

如圖所示，一根絕緣桿長為L，兩端分別帶等量異種電荷，電荷量絕對值為Q，處在場強為E的勻強電場中，桿與電場線的夾角為60°，若是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，兩電荷的電勢能不變
• B．電場力做的總功為

  Eql

  2

  ，兩個電荷的電勢能減少
• C．電場力做的總功為-

  Eql

  2

  ，兩個電荷的電勢能增加
• D．電場力做的總功大小跟轉動軸有關

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

l

2

（1-cos60°）=

1

4

qEl，電場力對正電荷所受的功W₂=qE

l

2

（1-cos60°）=

1

4

qEl，電場力做的總功為W=W₁+W₂=

Eql

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=

Eql

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．基礎題．