Question

物理问题急急急

两极间电压为U的电源与两平行金属板相连，两板之间的距离为d，在两板之间放一个长为l的绝缘细棒，棒的两端固定着等量异种电荷，电荷量均为q,绝缘棒可绕其中心轴O无摩擦的转动，如图，不考虑棒的质量，要使棒旋转180度，电场力所做功是？请详解。

Answer 1

平行板间的电场是匀强电场，所以E=U/d,
对于棒上的负电荷受到电场力f=qE,
对于棒上的正电荷受到电场力f=qE,
因为受到这两个力，所以当棒稍微有点扰动，那么棒就会旋转180度，
这时候负电荷的电场力做功是W=fl
同样对于正电荷电场力做功是W=fl
所以总共是做功：w+w=2w=2fl=2qEl=2qUl/d

Answer 2

解：电场力某一个电荷做的功为W=U1*q （1式）。U1是电荷起末位置两点之间的电势差，不等于两板之间的电势差U。U1=E*l（2式）。l 是电荷沿电场线方向发生的位移,即绝缘棒的长度。E=U/d （3式）三式联立解得W=Ulq/d 。正电荷的位移和电场方向相同，电场力做正功。负电荷位移方向和电场方向相反，电场力也做正功。总功W总=2W=2Ulq/d