Question

電偶極子模型是指電量為q、相距為l的一對(duì)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，如圖所示．有一電偶極子放置在電場(chǎng)強(qiáng)度為E．的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電 場(chǎng)方向的夾角為θ，則作用在電偶極子上的電場(chǎng)力繞O點(diǎn)的力矩為

qE₀lsinθ

；圖中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過程中，電場(chǎng)力所做的功為

qE₀l（1-cosθ）

．

Answer 1

分析：（1）分析電場(chǎng)力方向，找出力臂求出力矩之和．+q受的電場(chǎng)力水平向右，-q受的電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)力大小均為qE．O為轉(zhuǎn)軸，找出力臂，
（2）找出電荷沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離，求出電場(chǎng)力做功．

解答：解：（1）以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸．
+q受的電場(chǎng)力水平向右，-q受的電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)力大小均為qE．O為轉(zhuǎn)軸，電場(chǎng)力的力臂均為

1

2

lsinθ，故力矩M=2×E₀q×

1

2

lsinθ=qE₀lsinθ
（2）W=2E₀q?

1

2

l（1-cosθ）=qE₀l（1-cosθ）
故答案為：qE₀lsinθ，qE₀l（1-cosθ）

點(diǎn)評(píng)：題目以課本從未出現(xiàn)“電偶極子”為立意命題，考查了電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能、力矩及帶電粒子受力等知識(shí)，
考查了理解、分析、推理和創(chuàng)新能力，并靈活運(yùn)用上述概念和規(guī)律，解決實(shí)際問題．