题目内容

一平行板电容器的电容为C,两极板间的距离为d,上板带正电,电荷量为Q,下板带负电,电荷量也为Q,它们产生的电场在很远处的电势为零.两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连,小球的电荷量均为q,杆长为L,且L<d.现将它们从很远处移到电容器内两板之间,处于如图所示的静止状态(杆与板面垂直),在此过程中两个小球克服静电力所做总功的大小等于多少?(设两球移

动过程中极板上电荷分布情况不变)

[  ]
A.

B.

0

C.

D.

答案:A
解析:

  讲析:初始两小球在很远处时各自具有的电势能为零,所以Ep0=0;终点位置两球处于上图所示的静止状态时,设带正电小球的位置为a,该点的电势为a,则带正电小球电势能为qa;设带负电小球的位置为b,该点的电势为b,则带负电小球电势能为-qb;所以两小球的电势能之和为Ep1=q(ab)=qEL=

  所以静电力对两小球所做的功为W=Ep0-Ep1=-,即两个小球克服静电力所做总功的大小等于,选项A正确.

  点评:从功的公式角度出发考虑沿不同方向移动杆与球,无法得出静电力所做功的数值.但从静电力对两个小球做功引起两小球电势能的变化这一角度出发,可以间接求得静电力对两个小球做的总功.


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