绝缘杆两端分别固定带等量异种电荷的小球,把它放在匀强电场中,开始杆与匀强电场方向平行,当杆绕其中点转过180°时,需克服电场力做功W.在这个过程中两小球受到的电场力对杆

◎ 题目

绝缘杆两端分别固定带等量异种电荷的小球,把它放在匀强电场中,开始杆与匀强电场方向平行,当杆绕其中点转过180°时,需克服电场力做功W.在这个过程中两小球受到的电场力对杆中点的力矩的变化情况是______.若以逆时针力矩为正方向,当杆与场强方向成如图所示的45°角时杆受到的电场力对杆中点的力矩为______.
魔方格

◎ 答案

设杆长为d,转过的角度为α,根据题意得:
   M1=F1?L1=Eq
d
2
sinα
   M2=F2?L2=Eq
d
2
sinα
因两力矩均使杠杆逆时针转动,则总力矩M=M1+M2=Eqdsinα.
则 当杆绕其中点转过180°时,E、q、d均不变,sinα的大小先增大后减小,故力矩也先增大后减小.
当α=45°时,由于以逆时针力矩为正方向,力矩方向为顺时针,则此时力矩为M=-Eqdsin45°=-

2
2
Eqd
又转一周电场力做功W=2Eqd,
由上两式得M=-

2
4
W

故答案为:先增大后减小,-

2
4
W

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“绝缘杆两端分别固定带等量异种电荷的小球,把它放在匀强电场中,开始杆与匀强电场方向平行,当杆绕其中点转过180°时,需克服电场力做功W.在这个过程中两小球受到的电场力对杆…”主要考查了你对  【力矩的平衡】,【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。

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