如图所示,绝缘轻杆长L=0.9m,两端分别固定着带等量异种电荷的小球A、B,质量分别为mA=4×10-2kg,mB=8×10-2kg,A球带正电,B球带负电,电荷量q=6.0×10-6C.轻杆可绕过O点的光滑水平轴转动,OB=2OA.一根竖直细线系于杆上OB中点D使杆保持水平,整个装置处在水平向右的匀强电场中,电场强度E=5×104N/C.不计一切阻力,取g=10m/s2,求:(1)细线对杆的拉力大小;(2)若将细线烧断,当轻杆转过90°时,A、B两小球电势能总的变化量;(3)细线烧断后,在杆转动过程中小球A的最大速度.
问题描述:
如图所示,绝缘轻杆长L=0.9m,两端分别固定着带等量异种电荷的小球A、B,质量分别为mA=4×10-2kg,mB=8×10-2kg,A球带正电,B球带负电,电荷量q=6.0×10-6C.轻杆可绕过O点的光滑水平轴转动,OB=2OA.一根竖直细线系于杆上OB中点D使杆保持水平,整个装置处在水平向右的匀强电场中,电场强度E=5×104N/C.不计一切阻力,取g=10m/s2,求:
(1)细线对杆的拉力大小;
(2)若将细线烧断,当轻杆转过90°时,A、B两小球电势能总的变化量;
(3)细线烧断后,在杆转动过程中小球A的最大速度.
答
知识点:本题考查了力矩平衡知识依据动能定理应用,考查知识点比较全面,学生容易出错,因此平时要加强这方面的训练.
答案解析:(1)正确对两小球进行受力分析,然后依据力矩平衡求解.
(2)根据功能关系可知,电场力做功对应着电势能的变化,因此根据电场力做功特点,求出当轻杆转过90°时,电场力对两球做功代数和即可.
(3)转动过程中AB两球速度之比为:vA:vB=1:2,且当力矩的代数和为零时,B球的速度达到最大,然后依据功能关系求解即可.
考试点:动能定理的应用;力矩的平衡条件;功能关系;电势能.
知识点:本题考查了力矩平衡知识依据动能定理应用,考查知识点比较全面,学生容易出错,因此平时要加强这方面的训练.