题目内容

13.如图所示,一绝缘细杆长为l,两端各固定着一个带电小球,处于水平方向的匀强电场中,电场强度为E,两小球带电量分别为+q和-q.开始时,细杆与电场方向垂直,即在图中I所示的位置;接着使细杆绕其中心转过90°,到达图中Ⅱ所示的位置;最后使细杆移到图中III所示的位置.细杆从位置I到位置Ⅱ的过程中,电场力对两小球做的总功为W1=qEl,细杆从位置Ⅱ到位置III的过程中,两小球的合电势能的变化为0.

分析 在从Ⅰ到Ⅱ的过程中,电场力分别对电荷做了正功,但是从Ⅱ到Ⅲ的过程中,正负电荷移动的距离相同,电场力对+q做正功,电场力对-q做等大的负功总功的想为零.

解答 解:从Ⅰ到位置Ⅱ过程中,+q沿着电场线运动,-q逆着电场线运动,电场力对两电荷都做正功,有:
W1=qE•$\frac{l}{2}$+qE•$\frac{l}{2}$=qEl;
由位置Ⅱ到位置Ⅲ过程中,电场力对+q做正功,电场力对-q做等大的负功,因此电场力对两小球所做的总功为零,W2=0.
故答案为:qEl,0.

点评 本题考查了求电场力的功问题,分析清楚球的运动过程是解题的前提,应用功的计算公式可以解题;等量异号电荷在电场中受的力大小相同,但方向相反,所以电场力对它们做的总功的大小为零.

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