Question

高中物理电学一道

如图，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，在两板间放着一个长为 l 的绝缘细棒，棒的两端固定着等量异种电荷，电荷量都是q，绝缘棒可绕其中心轴o无摩擦的转动。不考虑棒的质量，要使棒旋转90°，电场力所做的功为多少？如果是从原来位置转过180°，则电场力所做的功又是多少？
【答案：Ulq/d 2Ulq/d 谁能详细讲一下啊~】

Answer 1

(1)电场力对正电荷和负电荷都要做功，大小一样。（电场线在平行金属板间从右指向左）
对正电荷来说：所受电场力为水平向左，而正电荷转过90度，那么其在电场力的方向（即水平方向）上通过的距离为L/2，此时利用做功的定义，在力的方向上通过的位移和这个力的乘积就为功，那么电场力对正电荷所做的功W=FXL/2=Uq/d X L/2=UqL/2d,同理，此时负电荷所受电场力水平向右，负电荷在力的方向也通过L/2，所以，电场力对负电荷所做的功也是W=UqL/2d,所以电场力做的总功W总=UqL/d
(2)第二问与第一问思路一样，只是把分析中的L/2改成L,最后电场力做功W总=2UqL/d

Answer 2

电场强度为E=U/d
转90°，正电荷位移为L/2，电场力做功为Uql/2d,同理负电荷也是
总功为Ulq/d
转180°，正电荷位移为L，电场力做功为Uql/d,同理负电荷也是
总功为2Ulq/d

Answer 3

没有比这个更简单的题了