如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 重力势能/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功______,在竖直位置处两球的总动能______.
魔方格

◎ 答案

因为杆及AB受力的合力矩为顺时针,所以系统沿顺时针转动到竖直位置,电场力对A和B都做正功,电场力对A、B做总功为:
 W=Eq1×
l
2
+Eq2×
l
2
=
(q1+q2)El
2

在此过程中重力对A做正功,对B做负功,设两球总动能为Ek,由用动能定理得:
   
1
2
(m2-m1)g
l+
1
2
(q1+q2)El
=Ek-0
所以两球总动能为:
1
2
[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l

故答案为:
(q1+q2)El
2
1
2
[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为…”主要考查了你对  【力矩的平衡】,【重力势能】,【电势能】  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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