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电场强度的定义式
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两个带电量均为+q小球，质量均为m，固定在轻质绝缘直角框架OAB（框架的直角边长均为L）的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖
网友投稿 2022-11-28 00:00:00 互联网
◎ 题目
两个带电量均为+q小球，质量均为m，固定在轻质绝缘直角框架OAB（框架的直角边长均为L）的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动．
（1）若施加竖直向上的匀强电场E
1
，使框架OA边水平、OB边竖直并保持静止状态，则电场强度E
1
多大？
（2）若改变匀强电场的大小和方向（电场仍与框架面平行），为使框架的OA边水平、OB边竖直（B在O的正下方），则所需施加的匀强电场的场强E
2
至少多大？方向如何？
（3）若框架处在匀强电场E
1
中OA边水平、OB边竖直并保持静止状态时，对小球B施加一水平向右的恒力F，则小球B在何处时速度最大？最大值是多少？
◎ 答案
（1）根据有固定转动轴物体的平衡条件，有q
E
1
L
=mgL
可得
E
1
=
mg
q
即电场强度
E
1
大小为
mg
q
．
（2）设匀强电场E
2
的方向与竖直方向夹角为θ，则有力矩平衡条件可得
qE
2
Lcosθ
+
qE
2
Lsinθ
=mgL
2
qE
2
sin(θ+β)
，其中tanβ=
1
1
=1，所以β=45°，即
2
qE
2
sin(θ+
π
4
)
=mg
可见当θ=
π
4
时，最小电场强度
E
2min
=
2
mg
2q
即则所需施加的匀强电场的场强E
2
至少
2
mg
2q
，方向与竖直方向成45°角向上．
（3）由于q
E
1
=mg，当OB边右侧水平时B速度最大，由动能定理
有
FL=
1
2
2m
v
2
可得B球的最大速度为
v=
FL
m
即小球B在水平位置时速度最大，最大速度为
v=
FL
m
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“两个带电量均为+q小球，质量均为m，固定在轻质绝缘直角框架OAB（框架的直角边长均为L）的两个端点A、B上，另一端点用光滑铰链固定在O点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【动能定理】，【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/395280.html
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