如图所示,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
◎ 题目
如图所示,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,求: (1)在此过程中电场力所做的功为多少? (2)在竖直位置处两球的总动能为多少? 若将轻杆弯折成如图所示的“Γ”形,两边互相垂直、长度均为
(3)OB杆能转过的最大角度为127°,则该电场强度的大小为多少? (4)当两球的速度达到最大时,OB杆转过的角度为多大? |
◎ 答案
(1)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: WE=q2E×
(2)在此过程中重力对A做正功,对B做负功,WG=m2g×
设两球总动能为Ek,由用动能定理得: Ek-0=WE+WG=
(3)从OB位于水平位置由静止释放到OB杆能转过的角度为127°,根据动能定理列出等式 3.5mg×0.8×
解得:E=
(4)速度达到最大时力矩平衡,设转过的角度为θ,根据力矩平衡方程得 (qE+mg)sinθ=(3.5mg-qE)cosθ, 解得tanθ=2,即OB杆转过的角度的正切值是2. 答:(1)在此过程中电场力所做的功为
(2)在竖直位置处两球的总动能为
(3)OB杆能转过的最大角度为127°,则该电场强度的大小为
(4)OB杆转过的角度的正切值是2. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,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…”主要考查了你对 【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。- 最新内容
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