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如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上...

如图所示,竖直放置的两平行带电金属板间的匀强电场中有一根质量为m的均匀绝缘杆,上端可绕轴O在竖直平面内转动,下端固定一个不计重力的点电荷A,带电量+q.当板间电压为U1时,杆静止在与竖直方向成θ=45°的位置;若平行板以M、N为轴同时顺时针旋转α=15°的角,而仍要杆静止在原位置上,则板间电压应变为U2.求:U1/U2的比值.
某同学是这样分析求解的:
两种情况中,都有力矩平衡的关系.设杆长为L,两板间距为d,当平行板旋转后,电场力就由manfen5.com 满分网变为manfen5.com 满分网,电场力对轴O的力臂也发生相应的改变,但电场力对轴O的力矩没有改变.只要列出两种情况下的力矩平衡方程,就可求解了.
你觉得他的分析是否正确?如果认为是正确的,请继续解答;如果认为有错误之处,请说明理由并进行解答.

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公式中d应是平行板间的距离,由于转动,板间距离d发生了改变,说明该同学的分析是错误的.正确的解法应是电场力变为,再由力矩平衡条件求解两电压的比值. 【解析】 他的分析有错误,因为当两块平行板旋转后,两板的间距变了,电场力应该为. 由力矩平衡关系,可得: (1) (2) 解(1)、(2),求得: 答:他的分析不正确,当两块平行板旋转后,两板的间距变了,电场力应该为.正确的结果是.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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