Question

一平行板電容器的電容為C，兩極板間的距離為d，上板帶正電，電荷量為Q，下板帶負電，電荷量也為Q，它們產生的電場在很遠處的電勢為零．兩個帶異號電荷的小球用一絕緣剛性桿相連，小球的電荷量均為q，桿長為L，且L＜d．現將它們從很遠處移到電容器內兩板之間，處于如圖所示的靜止狀態(桿與板面垂直)，在此過程中兩個小球克服靜電力所做總功的大小等于多少？(設兩球移

動過程中極板上電荷分布情況不變)

[　　]

A．

B．

0

C．

D．

Answer 1

答案：A
解析：

講析：初始兩小球在很遠處時各自具有的電勢能為零，所以Ep0＝0；終點位置兩球處于上圖所示的靜止狀態時，設帶正電小球的位置為a，該點的電勢為a，則帶正電小球電勢能為qa；設帶負電小球的位置為b，該點的電勢為b，則帶負電小球電勢能為－qb；所以兩小球的電勢能之和為Ep1＝q(a－b)＝qEL＝． 　　所以靜電力對兩小球所做的功為W＝Ep0－Ep1＝－，即兩個小球克服靜電力所做總功的大小等于，選項A正確． 　　點評：從功的公式角度出發考慮沿不同方向移動桿與球，無法得出靜電力所做功的數值．但從靜電力對兩個小球做功引起兩小球電勢能的變化這一角度出發，可以間接求得靜電力對兩個小球做的總功．