Question

电荷量分别为+q、+q、﹣q的三个带电小球，分别固定在边长均  为L的绝缘三角形框架的三个顶点上，并置于场强为E的匀强电场中，如图所示．若三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120°，则此过程中系统电势能变化情况为（  ）

A．减少EqL    B．增加EqL    C．减少 2EqL    D．增加2EqL

Answer

D

【解析】

试题分析：电荷在匀强电场中，受恒定的电场力，因此由沿电场力方向的位移结合功的表达式，可求出电场力对三个小球做功的大小，再根据W=﹣△EP分析．

【解析】
当三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转动120°时，三个带电小球均须克服电场力做功，其中顶角带正电小球移动到右下，右下边带负电小球移动到左下，左下的小球移动到顶点，位置如图：

对比两图可得，下边的两个小球互换了位置，则转动过程电场力总共做功为：W=qE（﹣L）+（﹣q）EL=﹣2qEL，电场力做负功，即电势能增加2EqL，D正确．

故选：D

【点评】注意功的表达式中，一要关注力是否是恒力；二要注意功的正负．即可根据力与位移的方向夹角来确定功的正负，当夹角大于90°时，力做负；当夹角小于90°时，力做正功．