如图所示,在水平向右的匀强电场中,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

如图所示,在水平向右的匀强电场中,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m和2m,A带负电,电量为q,B带正电,电量也为q.若杆在水平位置,由静止开始转动,杆能转过的最大角度为60°,则匀强电场的场强E=______,在杆转动的过程中两球各自能达到的最大速度v=______.
cannyyin 1年前 已收到2个回答 举报

长庚 春芽

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解题思路:当电场力和重力所做的总功为零时,此时杆子转过的角度最大.当合力力矩为零时,转动的速度最大.

对系统运用动能定理,当电场力和重力做功的代数和为零时,两球组成的系统动能变化量为零,此时杆子转过的角度最大.
有:2mg•
l
2sin60°-mg•
l
2sin60°-2qE•
l
2(1-cos60°)=0
解得:E=

3mg
2q.
当合力力矩为零时,转动的速度最大.
则合力距为零时,有:2mg•
l
2cosθ=mg•
l
2cosθ+qE•
l
2sinθ×2
解得:θ=30°.
对系统运用动能定理得:2mg•
l
2sin30°-mg•
l
2sin30°-2qE•
l
2(1-cos30°)=[1/2•3mv2
解得:v=

2-
3
3gl]
故答案为:

3mg
2q,

2-
3
3gl

点评:
本题考点: A:电场强度 B:电场的叠加

考点点评: 本题考查了系统动能定理,以及力矩平衡问题,知道当系统动能变化量为零时,转过的角度最大,当合力距为零时,转动的速度最大.

1年前

5

strangor 幼苗

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鲁矿一中的?

1年前

0
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