题目内容

10.如图所示,虚线为点电荷+Q电场中的两个等势面,其电势差为U.有一绝缘轻杆,两端各固定电荷量分别为+q和的-q小球,不计两球的重力和两球间的库仑力.现先将杆从图中的位置I缓慢移动到位置Ⅱ,再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处.则(  )
A.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,两球电势能之和增加qU
B.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,电场力做功为零
C.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,两球的电势能之和不变
D.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,电场力做功qU

分析 求出从位置I移到位置Ⅱ的过程中电场力做功,即可求出电势能的变化.系统在位置Ⅰ时,总电势能为零,移动到无穷处时系统的电势能为零,即求出将杆从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中系统电势能的变化,得到电场力做功

解答 解:A、从位置I移到位置Ⅱ的过程中,电场力对负电荷做负功-qU,对正电荷不做功,则电场力对系统做功为W=-qU,故两球电势能之和增加qU,故A正确,B错误;
C、从II位置到无穷远,正电荷做功为W=q(U+U′),负电荷做功为W′=-qU′,故电场力对系统做功为W=qU,故电势能减小qU,故C错误,D正确;
故选:AD

点评 本题一方面要掌握电场强度与电势,另一方面要抓住在位置I时系统的电势能与无穷远处的电势能都为零,来分析电势能的变化

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