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    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（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．
    （1）如图（b）所示，有一电偶极子放置在电场强度为E．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，求作用在电偶极子上的电场力绕O点的力矩；
    （2）求图（b）中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功；
    （3）求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，其方向与外电场方向夹角的可能值及相应的电势能；
    （4）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EO后，三个电偶极子转到外电场方向，若在图中A点处引人一电量为+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．
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    分析：（1）+q受的电场力向右，-q受的电场力向左，电场力大小均为qE．O为转轴，找出力臂，求出力矩之和．
    （2）找出电荷沿电场方向移动的距离，求出电场力做功．
    （3）当力矩为零时，电偶极子在外电场中处于平衡．当电偶极子与电场垂直时电势能为零，根据电场力做功，求出电势能．
    （4）加上外电场EO后，三个电偶极子转到外电场方向，根据对称性，中间的四个正负电荷对+q0的静电力相互抵消，只需要研究两侧正负电荷对+q0的静电力与外加电场力的合力．
    解答：解：（1）由题意可知，电场力的力臂为 l sinθ，故力矩M=2×E0q×
    1
    2
    lsinθ=qE0lsinθ
        （2）W=2 E0q
    l
    2
    （1-cosθ）=qE0l（1-cosθ）
        （3）只有当电偶极子方向与场强共线时，此时无力矩，系统才平衡，此时电偶极子与场强夹角为0或180°．
            当电偶极子与电场垂直时电势能为零，则
            当夹角为0°时，要组成此系统，电场力做功为qEl，故系统电势能为-qEl
            当夹角为180°时，要组成系统，需克服电场力做功qEl，故系统电势能为qEl．
        （4）由题意知　F=E0q0-2
    kqq0
    (1.5l)2
    =q0E0-
    8kqq0
    9l2
    ．
    答：
    （1）M=qE0lsinθ
    （2）W=qE0l（1-cosθ）
    （3）电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，时电偶极子与场强夹角为0或180°．
       当夹角为0°时，要组成此系统，电场力做功为qEl，系统电势能为-qEl
       当夹角为180°时，要组成系统，需克服电场力做功qEl，系统电势能为qEl
    （4）电场力大小为：F=q0E0-
    8kqq0
    9l2
    ．
    点评：题目以课本从未出现“电偶极子”为立意命题，考查了电场力做功、电势能、力矩及带电粒子受力等知识，
    考查了理解、分析、推理和创新能力，并灵活运用上述概念和规律，解决实际问题．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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，如图所示．有一电偶极子放置在电场强度为E．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，则作用在电偶极子上的电场力绕O点的力矩为
    qE0lsinθ
    qE0lsinθ
    ；图中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功为
    qE0l（1-cosθ）
    qE0l（1-cosθ）
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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（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，平时由于电偶极子都在作无规则的运动且排列方向杂乱无章，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．图（b）中的电偶极子在场强为E0的电场力作用下处于平衡时，其方向与外电场方向夹角θ及相应的电势能可能为（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （06年上海卷）（l4分）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(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。  

    （1）如图(b）所示，有一电偶极子放置在电场强度为E。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，求作用在电偶极子上的电场力绕O点的力矩；   

    （2）求图(b)中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功；

    （3）求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，其方向与外电场方向夹角的可能值及相应的电势能；   

    （4）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 1。加上外电场EO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。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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.

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