Question

如圖所示，在光滑水平面上，一絕緣細桿長為，兩端各固定著一個帶電小球，處于水平方向、場強為E的勻強電場中，兩小球帶電量分別為＋q和－q，輕桿可繞中點O自由轉動。在輕桿與電場線夾角為時，忽略兩電荷間的相互作用，兩電荷受到的電場力對O點的力矩大小為___________，兩電荷具有的電勢能為___________。

Answer 1

qEdsia；-qEdcos

解析試題分析：絕緣桿兩端小球都受電場力的作用而繞O點轉動，則先求出兩力的力矩，由合力矩的求法可求出合力矩；選定一零勢能面，分別求得兩電荷的電勢能，再求得總的電勢能．

兩球受力及力臂如圖所示：M₁=F₁×L₁=Eqsinα,M₂=F₂×L₂=Eqsinα
因兩力矩均使杠桿逆時針轉動，則總力矩M=M₁+M₂=Eqdsinα；
設右方無窮遠處為零勢能面，正電荷距無窮遠處距離為x，
則正電荷的電勢能E₁=Eqx 負電荷的電勢能E₂=-Eq（x+dcosα）
總的電勢能E=E₁+E₂=-Eqdcosα；
考點：考查電場力做功
點評：本題難度較小，力矩平衡中關鍵是找到支點、力臂，根據(jù)力矩公式計算求解