问题 填空题

如图,在竖直向下,场强为E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m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功______,在竖直位置处两球的总动能______.

答案

因为杆及AB受力的合力矩为顺时针,所以系统沿顺时针转动到竖直位置,电场力对A和B都做正功,电场力对A、B做总功为:

 W=Eq1×

l
2
+Eq2×
l
2
=
(q1+q2)El
2

在此过程中重力对A做正功,对B做负功,设两球总动能为Ek,由用动能定理得:

   

1
2
(m2-m1)gl+
1
2
(q1+q2)El
=Ek-0

所以两球总动能为:

1
2
[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l

故答案为:

(q1+q2)El
2
1
2
[(q1+q2)E+(m2-m1)g] l

多项选择题
单项选择题 A1/A2型题