如圖所示，長為l的絕緣輕桿可繞桿固定軸O在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，小球A電量為-q、小球B電量為+q，兩球分別固定于桿的兩端，AO=2BO，開始兩球保持靜止，桿與豎直方向夾角為θ．當(dāng)加一場強(qiáng)為E且豎直向下的勻強(qiáng)電場后桿轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中桿受的最大力矩是    ，B球獲得的最大動(dòng)能是    ．
【答案】分析：因力的大小方向不變，則其力矩的值確定于力臂的大�。儆奢p桿的運(yùn)動(dòng)確定其位置范圍求最大力矩．
在豎直位置動(dòng)能最大．可求之．
解答：解：由整體的受的力矩可知輕桿在豎直線兩側(cè)擺動(dòng)．則在圖示位置力矩最大．
   AB所受的電場力矩為同向，則總力矩為：
 在達(dá)到豎直線是運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)最大，因無電場時(shí)能處于平衡，則在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中重力勢能不發(fā)生變化．
 二者的動(dòng)能的增加量值為電勢能的減少量．且B的重力臂等于A的重力臂的二分之一，則其質(zhì)量為A的2倍．
則B的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能為A的，為二者運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和的．
A 的電勢能的減小量為：
B 的電勢能的減小量為：
則總電勢能的減小量為：+=Eql（1-cosθ）
則B的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能為：
故答案為：Eqlsinθ， Eql（1-cosθ）
點(diǎn)評(píng)：考查在力矩作用下物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，明確能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，難題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中，一根長為l的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電量+q和-q的小球（大小不計(jì)）．現(xiàn)讓緣絕桿繞中點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)α角，則轉(zhuǎn)動(dòng)中帶電小球克服電場力做功為
qEl（1-cosα）
qEl（1-cosα）
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，圓柱形絕熱氣缸（設(shè)其足夠長）固定于水平面上，缸內(nèi)用絕熱活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，已知活塞與氣缸壁的接觸是光滑的，活塞的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，電源和電熱絲構(gòu)成回路．可以對氣體緩慢加熱．開始時(shí)，電路未接通，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，封閉氣體的溫度為T1．現(xiàn)用兩種方法使氣缸內(nèi)氣體溫度，均由T1緩慢升高到T2．第一次先將活塞固定，接通電路后電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q1；第二次活塞不固定．可以緩慢自由移動(dòng)，接通電路后電熱絲產(chǎn)生的熱量為Q2．
①通過計(jì)算說明Q1和Q2哪個(gè)大些？
②求第二種情況下氣缸內(nèi)氣體溫度由T1升高到T2的過程中，活塞移動(dòng)的距離L．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一長為L、內(nèi)橫截面積為S的絕熱氣缸固定在水平地面上，氣缸內(nèi)用一質(zhì)量為m的絕熱活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，幵始時(shí)活塞用銷釘固定在氣缸正中央，氣缸內(nèi)被封閉氣體壓強(qiáng)為P，外界大氣壓為Po （P＞P0）o現(xiàn)釋放活塞，測得活塞被缸內(nèi)氣體推到缸口時(shí)的速度為V．求：
I．此過程克服大氣壓力所做的功；
II．活塞從釋放到將要離開缸口，缸內(nèi)氣體內(nèi)能改變了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（河北省唐山市2012屆高三下學(xué)期第一次模擬）如圖所示，一長為L、內(nèi)橫截面積為S的絕熱氣缸固定在水平地面上，氣缸內(nèi)用一質(zhì)量為m的絕熱活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，幵始時(shí)活塞用銷釘固定在氣缸正中央，氣缸內(nèi)被封閉氣體壓強(qiáng)為p，外界大氣壓為p0(p>p0)。.現(xiàn)釋放活塞，測得活塞被缸內(nèi)氣體推到缸口時(shí)的速度為v。求：

I .此過程克服大氣壓力所做的功；

II.活塞從釋放到將要離開缸口，缸內(nèi)氣體內(nèi)能改變了多少？

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科目：高中物理 來源：2010年新疆烏魯木齊高二上學(xué)期期中考試物理試卷 題型：填空題

如圖所示，在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中，一根長為l的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電量＋q和－q的小球（大小不計(jì)）．現(xiàn)讓緣絕桿繞中點(diǎn)O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角，則轉(zhuǎn)動(dòng)中帶電小球克服電場力做功為___________．

 

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