21、大，6.9´10⁶

20、增大，－2.5´10^－8 J

19．(1)L＝v₀t，L＝＝，所以E＝，qEL＝E_kt－E_k，所以E_kt＝qEL+E_k＝5E_k，

(2)若粒子由bc边离开电场，L＝v₀t，v_y＝＝，E_k’－E_k＝mv_y²＝＝，所以E＝，

若粒子由cd边离开电场，qEL＝E_k’－E_k，所以E＝

18、A、D

17．(14分)

(1)+q 所受电场力矩为：　 M₁ = qE₀ sinθ　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

　　　　 -q 所受电场力矩为：　 M₂ = qE₀ sinθ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

　　　　 电偶极子所受力矩为： M = M₁ + M₂ = qE₀l sinθ　 　　　　　　　　　　　　 ③

(2)电场力对 +q 做功：　 W₁ = qE₀ (1 - cosθ)　　　　　　　　　　　　　　 ④

　　　　 电场力对 -q 做功：　 W₂ = qE₀ (1 - cosθ)　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

　　　　 电场力对电偶极子做功：　 W = W₁ + W₂ = qE₀ l(1 - cosθ)　　　　 ⑥

(3)由③式　　　　　　 M = qE₀l sinθ = 0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

　　　　 得　　　　　　　　　 θ₁ = 0　　　　　 或　　　　　　　 θ₂ = π

　　　 θ₁ = 0 时， 设此时点电荷所在位置的电势为 U，

　　　　　　　　　　　　　　 电偶极子的电势能 ε₁ = -qU + q(U – E₀l)= - q E₀l

　　　 θ₂ =π时，电偶极子的电势能 ε₁ = qU - q(U – E₀l)= q E₀l 　　　　　 ⑧

(4)三个电偶极子沿电场方向排列，中间的正负电荷相互抵消，两端的正电荷作用在A点处点电荷q₀上的电场大小均为　 　　方向均与外电场相反

∴ 三个电偶极子作用在q₀上的电场力为　 F ‘ = = 　 ⑨

外电场作用在q₀上的电场力　　　　 F = q₀ E₀

q₀所受的电场力为　 F = F₀ – F ‘ = q₀ E₀ - 　　　　　　　　　　　　　　　 ⑩

评分标准：本题共14分。第(1)小题3分，得出③式3分；第(2)小题3分，得出⑥式3分；第(3)小题4分，得出⑦式中的两个角度和⑧式中的两个能量值各得1分；第(4)小题4分，得出⑨、⑩式各2分。

16．AD

14．(10分)

　　　 该同学所得结论有不完善之处．

为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

所以　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

V/m

即　　　　　 7.5×10⁴V/m< E1.25×10⁵V/m

评分标准：

本题共10分．作出正确判断得2分；得出①式得2分，得出②式得3分，给出E的取值范围得3分．

13．A C D

12．，水平向左(或垂直薄板向左)

11．题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算.

　 由　 得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

由此解得　 　　　　　　　　　　　　　　　②

　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　③