如图所示，一形状为等边三角形的绝缘支架处在匀强电场中，支架可绕顶点A转动，B，C两个顶点分别固定着带电量为+q，-q的两个带电小球，图示位置处的电势分别为φA=φB=0，φC=φ，现让支架

Question

如图所示，一形状为等边三角形的绝缘支架处在匀强电场中，支架可绕顶点A转动，B，C两个顶点分别固定着带电量为+q，-q的两个带电小球，图示位置处的电势分别为φ_A=φ_B=0，φ_C=φ，现让支架以A点为轴在纸面内顺时针转过30°，不计两带电小球对电场的影响，系统的电势能为（　　）

A. -

(2√(3))/(3)qφ

B. -

(√(3))/(3)qφ

C. -qφ

D. qφ

Answer 1

设三角形边长为L．
由题可知，AB位于同一等势面上，电场线垂直于AB连线向左，CB间电势差为U_CB=φ．
由U_CB=E•(√(3))/(2)L，解得EL=(2√(3))/(3)φ
让支架以A点为轴在纸面内顺时针转过30°时，B球处的电势为 φ_B=-E•Lsin30°=-0.5EL，B球的电势能为 E_PB=qφ_B=-0.5qEL=-(√(3))/(3)qφ
C球处的电势为 φ_C=E•Lsin30°=0.5EL，C球的电势能为 E_PC=-qφ_C=-0.5qEL=-(√(3))/(3)qφ
系统的电势能为 E_P=E_PB+E_PC=-(2√(3))/(3)qφ
故选：A．