题目

电偶极子模型是指电量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构，O是中点，电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷，用图3-1-12(a)所示的矢量表示.科学家在描述某类物质的电性质时，认为物质是由大量的电偶极子组成的，平时由于电偶极子的排列方向杂乱无章，因而该物质不显示带电的特性.当加上外电场后，电偶极子绕其中心转动，最后都趋向于沿外电场方向排列，从而使物质中的合电场发生变化. 图3-1-12（1）如图(b)所示，有一电偶极子放置在电场强度为E0的匀强外电场中，若电偶极子的方向与外电场方向的夹角为θ，求电偶极子在电场力作用下绕O点转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功.（2）现考察物质中的三个电偶极子，其中心在一条直线上，初始时刻如图（c)排列，它们相互间隔距离恰等于l.加上外电场E0后，三个电偶极子转到外电场方向，若在图中A点处引入一电量为+q0的点电荷（q0很小，不影响周围电场的分布），求该点电荷所受电场力的大小. 答案：解析：（1）电场力对+q做功W1=qE,(1-cosθ),电场力对-q做功W2=qE·(1-cosθ)  W=W1+W2=qE0l(1-cosθ) （2）在外电场作用下，三个电偶极子转到外电场方向后，中间四个电荷被中和，三个电偶极子可等效为电量为q、相距为3l的一对正负电荷组成的电结构，点电荷q0受到外电场E0的作用力向右，F1=q0E0,点电荷q0受电偶极子的作用向左，F2=2k,故其合力为F=F1-F2=q0E0-k答案：（1）qE0l(1-cosθ)  （2）q0E0-

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