Question

2．如图所示，一绝缘的长为L．两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°，若使杆沿顺时针方向转过60°（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（　　）

• A． 电场力不做功，两电荷电势能不变
• B． 电场力做的总功为$\frac{QEL}{2}$，两电荷的电势能减少
• C． 电场力做的总功为$\frac{QEL}{2}$，两电荷的电势能增加
• D． 电场力做的总功大小跟转轴位置无关

Answer 1

分析 杆沿顺时针方向转过60°，电场力对两电荷都做正功，电势能都减少．根据W=qEd计算电场力做功，其中d是沿电场方向两点间的距离．

解答 解：A、+Q所受电场力水平向右，-Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小，故A错误．
B、电场力对正电荷所受的功W₁=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，电场力对负电荷所受的功：W₂=QE$\frac{L}{2}$（1-cos60°）=$\frac{1}{4}$QEL，电场力做的总功为W=W₁+W₂=$\frac{1}{2}$QEL，由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少，动能增加，故B正确，C错误．
D、由B可知，电场力做的总功：W=$\frac{1}{2}$QEL，总功与跟转动轴无关，故D正确．
故选：BD

点评 本题是电偶极子，电场力对两个电荷做的总功大小跟转动轴无关．电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加．