题目内容

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___________。
qEdsia;-qEdcos
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:M1=F1?L1=Eqsinα,M2=F2?L2=Eqsinα
因两力矩均使杠杆逆时针转动,则总力矩M=M1+M2=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E1=Eqx 负电荷的电势能E2=-Eq(x+dcosα)
总的电势能E=E1+E2=-Eqdcosα; 故答案为:Eqdsinα;-Eqdcosα.
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