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如图所示,相距为d的两平行金属板的电容为C,带电量为Q.有一长为L的绝缘轻杆,两...

manfen5.com 满分网如图所示,相距为d的两平行金属板的电容为C,带电量为Q.有一长为L的绝缘轻杆,两端各固定电荷量分别为-q和+q的小球,不计两球的重力和两球间的库仑力.现先将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置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,两球电势能之和减小manfen5.com 满分网
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,克服电场力做功manfen5.com 满分网
由E=、U=推导出板间电场强度大小,再求出从位置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. 【解析】 A、B由E=、U=推导出板间电场强度大小为E=,从位置I移到位置Ⅱ的过程中,电场力对负电荷做负功-qEL,对正电荷做正功qE•2L,则电场力对系统做功为W=-qEL+qE•2L=qEL=,故两球电势能之和减小.故A正确,B错误. C、D系统在位置Ⅰ时,总电势能为零,移到无穷远处的过程时,总的电势能也为零.由于从位置I移到位置Ⅱ的过程中,两球电势能之和减小,则从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,电势能将增大,故系统克服电场力做功.故C错误,D正确. 故选AD
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