问题 填空题

如图所示,在光滑水平面上,一绝缘细杆长为d,两端各固定着一个带电小球,处于水平方向、场强为E的匀强电场中,两小球带电量分别为+q和-q,轻杆可绕中点O自由转动.在轻杆与电场线夹角为α时,忽略两电荷间的相互作用,两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为______,两电荷具有的电势能为______.

答案

两球受力及力臂如图所示:

M1=F1•L1=Eq

d
2
sinα

M2=F2•L2=Eq

d
2
sinα

因两力矩均使杠杆逆时针转动,则总力矩M=M1+M2=Eqdsinα;

设右方无穷远处为零势能面,正电荷距无穷远处距离为x,

则正电荷的电势能E1=Eqx

负电荷的电势能E2=-Eq(x+dcosα)

总的电势能E=E1+E2=-Eqdcosα;

故答案为:Eqdsinα;-Eqdcosα.

单项选择题
判断题