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如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电
网友投稿 2022-12-01 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为
，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为
时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。
◎ 答案
qEdsia
；-qEdcos
◎ 解析
绝缘杆两端小球都受电场力的作用而绕O点转动，则先求出两力的力矩，由合力矩的求法可求出合力矩；选定一零势能面，分别求得两电荷的电势能，再求得总的电势能．
两球受力及力臂如图所示：M
1
=F
1
?L
1
=Eq
sinα,M
2
=F
2
?L
2
=Eq
sinα
因两力矩均使杠杆逆时针转动，则总力矩M=M
1
+M
2
=Eqdsinα；
设右方无穷远处为零势能面，正电荷距无穷远处距离为x，
则正电荷的电势能E
1
=Eqx 负电荷的电势能E
2
=-Eq（x+dcosα）
总的电势能E=E
1
+E
2
=-Eqdcosα； 故答案为：Eqdsinα；-Eqdcosα．
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在光滑水平面上，一绝缘细杆长为，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电…”主要考查了你对 【电势】 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。
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，两端各固定着一个带电小球，处于水平方向、场强为E的匀强电场中，两小球带电量分别为＋q和－q，轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为
时，忽略两电荷间的相互作用，两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________，两电荷具有的电势能为___________。
sinα,M2=F2?L2=Eq