Question

一平行板電容器的電容為C，兩板間的距離為d，下板帶正電，電荷量為Q．上板帶負電，電荷量也為Q，兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，平行于極板靜止放置，小球的電荷量都為q，桿長為l（l＜d）．將桿繞其中點逆時針旋轉90°，如圖所示，在此過程中電場力對兩個小球所做的總功的絕對值為（設兩球移動過程中極板上電荷分布情況不變）（　　）

• A、0
• B、

  Qlq

  Cd

• C、

  Clq

  Qd

• D、

  Qq(d-l)

  Cd

Answer 1

分析：等量的正負電荷在同一個移動的過程中，電場對它們做的功的大小是相同的，但是一個做正功一個做負功，總功的大小為零，全過程中的電場力對兩個小球所做總功的大小等于正電荷移動l做的功的大小．

解答：解：由于電場力做功與路徑無關，移動兩電荷的過程可等效為--假設兩電荷未用一絕緣剛性桿相連，但彼此絕緣放在一起，首先將兩電荷同時移動到題中負電荷的位置，在此過程中電場力對正負電荷分別做了等量的正功和負功，其總功W₁=0；然后保持負電荷不動，將正電荷沿電場線移動到題中的位置，在勻強電場中的功為W2=Eql=

U

d

ql=

Qql

Cd

，因此整個移動過程中電場力的總功為W=W₁+W₂=

Qlq

Cd

．
故選：B．

點評：該題要注意這一種解題的思路，從整體上來考慮電場對電荷做功的大小，電場對正負電荷做的總功為零．