高二物理问题
绝缘细线悬挂着一根均匀细棒,棒的质量为m,它的两端带有等量异种电荷+q和-q,如果加一水平匀强电场,电场大小为E,当细棒平衡时悬线受到的拉力多大?悬线与竖直方向的夹角多大?棒与竖直方向的夹角多大?(请讲解的详细些)
参考答案:棒在竖直方向受到两个力:线的拉力F和棒的重力G,水平方向也受到两个力:棒的两端电荷受到的电场力F1、F2,由于电荷量相等,所以F1=F2恰为一对平衡力,那么竖直方向两个力平衡,因此线的拉力与棒的重力二力平衡,一定在同一直线上,所以悬线仍在竖直方向,且大小相等,即F=mg.
以棒的上端为转轴,则棒的重力对转轴的力矩同下端电荷所受电场力对转轴的力矩平衡,设棒与竖直方向成a角,则
(mgl/2)*sina=qElcosa
故tana=2qE/mg
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