如圖所示,在光滑水平面上,一絕緣細(xì)桿長為,兩端各固定著一個帶電小球,處于水平方向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,兩小球帶電量分別為+q和-q,輕桿可繞中點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)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(diǎn)的力矩大小為___________,兩電荷具有的電勢能為___________。
qEdsia;-qEdcos
絕緣桿兩端小球都受電場力的作用而繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動,則總力矩M=M1+M2=Eqdsinα;
設(shè)右方無窮遠(yuǎn)處為零勢能面,正電荷距無窮遠(yuǎn)處距離為x,
則正電荷的電勢能E1=Eqx 負(fù)電荷的電勢能E2=-Eq(x+dcosα)
總的電勢能E=E1+E2=-Eqdcosα; 故答案為:Eqdsinα;-Eqdcosα.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

兩塊水平放置的金屬板間的距離為d,用導(dǎo)線與一個匝線圈相連,線圈電阻為r,線圈中有豎直向上均勻變化的磁場,電阻R與金屬板連接,如圖所示。兩板間有一個質(zhì)量為m,電荷量為+q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g。則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和其磁通量的變化率為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,把電量為-5×10-9C的電荷,從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),其電勢能­­­­___(選填“增大”、“減小”或“不變”)。若A點(diǎn)的電勢ΦA=15V,B點(diǎn)的電勢ΦB=10V,則此過程中電場力做的功為___J  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

對于電場中A、B兩點(diǎn),下列說法正確的是   
A.電勢的定義式,說明電勢與電勢能成正比,與電荷的電荷量q成反比
B.將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)靜電力做正功,則有
C.電勢差的定義式中,與移動電荷量q無關(guān)
D.把某點(diǎn)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過程中,電場力對該電荷做了負(fù)功,則電勢能增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在兩個被固定的、等量同種正點(diǎn)電荷M、N,在它們的連線上有A、B、C三點(diǎn),已知MA="CN=" NB,MA<NA,F(xiàn)有一正點(diǎn)電荷q,關(guān)于在電場中移動電荷q,下列說法中正確的是

A.沿半圓弧l將q從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力不作功。
B.沿曲線r將q從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力作負(fù)功。
C.沿曲線s將q從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力作正功。
D.沿直線將q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力作正功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

帶電量為q=1.0×10-2C的粒子,在電場中先后飛經(jīng)A、B兩點(diǎn),飛經(jīng)A點(diǎn)時的動能為EkA=10J,飛經(jīng)B點(diǎn)時的動能為EkB=40J。已知A點(diǎn)的電勢為φA= -700V,粒子只受電場力。求:
(l)粒子從A運(yùn)動到B的過程中電場力做多少功?
(2)帶電粒子在A點(diǎn)的電勢能是多少?
(3)B點(diǎn)的電勢是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點(diǎn)M和N各放一個點(diǎn)電荷,它們分別帶等量的異種電荷。E、F分別是AB邊和CD邊的中點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)在MN的連線上,且MP=QN。在圖中,電場強(qiáng)度相同、電勢相等的兩點(diǎn)是(   )
A.E和FB.P和Q
C.A和CD.C和D

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,真空中存在范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,A、B為該勻強(qiáng)電場的兩個等勢面,F(xiàn)有三個完全相同的帶等量正電荷的小球a、b、c,從等勢面A上的某點(diǎn)同時以相同速率向不同方向開始運(yùn)動,其中a的初速度方向垂直指向等勢面B;b的初速度方向平行于等勢面;c的初速度方向與a相反。經(jīng)過一段時間,三個小球先后通過等勢面B,已知三個小球始終在該勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,不計(jì)重力,則下列判斷中正確的是 (   )

A.等勢面A的電勢低于等勢面B的電勢  
B.a(chǎn)、b、c三小球通過等勢面B時的速度相同 
C.a(chǎn)、b、c三小球通過等勢面B時的動能相同   
D.開始運(yùn)動后,任意兩個小球之間的距離總是在增大   

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,兩平行金屬板間電場是勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為1.0×104V/m,A、B兩板相距1cm,C點(diǎn)與A板相距0.4cm,若B接地,則A、C間電勢差UAC為     V,將帶電量為-1.0×10-12C的點(diǎn)電荷置于C點(diǎn),其電勢能為            J

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