精英家教網(wǎng)在長為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為+q、-q的等量異種點電荷，放入場強為E的勻強電場中，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動，若忽略兩點電荷間的相互作用，在輕桿與電場線夾角為θ時，兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小為
 
，若設(shè)過O點的等勢面電勢為零，則兩電荷具有的電勢能之和為
 
．
分析：力矩是力與力臂的乘積．正電荷受力的方向向右，是順時針方向的力矩；負(fù)電荷受力的方向向左，相對O點的力矩也是順時針方向．電勢能之和就是兩個點電荷的電勢能的和．
解答：解：（1）正電荷受力大�。篎1=qE，方向向右；它的力臂：L1=
L
2
sinθ；是順時針方向的力矩，大�。�M1=F1×L1=
1
2
qELsinθ；
負(fù)電荷受力的方向向左，相對O點的力矩也是順時針方向，同理大小是：M2=
1
2
qELsinθ
兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小：M=M1+M2=qELsinθ
（2）若設(shè)過O點的等勢面電勢為零，則正電荷具有的電勢能：EP1=qE?
Lcosθ
2

負(fù)電荷在該點的電勢能也大于0，大小為：EP2=qE?
Lcosθ
2

則兩電荷具有的電勢能之和為：EP=EP1+EP2=qELcosθ
故答案為：qELsinθ，qELcosθ
點評：力矩的計算屬于高中物理競賽的考試內(nèi)容，要求知道力矩是力與力臂的乘積．在競賽的內(nèi)容中屬于基礎(chǔ)題目．
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示，水平放置的金屬平行板的B板接地，A板電勢為+U，兩板間距離為d，d比兩板的尺寸小很多，在兩板之間有一長為l的絕緣輕桿，可繞固定軸O（O居球1、2連線中點）在豎直面內(nèi)無摩擦地自由轉(zhuǎn)動，桿的兩端分別連著兩個小球1和2，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，m1＜m2，它們的帶電量分別為-q1和+q2，q1＜q2，當(dāng)桿由圖示水平位置從靜止開始轉(zhuǎn)到豎直位置時（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在長為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為＋q、－q的等量異種點電荷，放入場強為E的勻強電場中，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動，若忽略兩點電荷間的相互作用，在輕桿與電場線夾角為θ時，兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小為_______________，若設(shè)過O點的等勢面電勢為零，則兩電荷具有的電勢能之和為_____________________。

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（08年嘉定區(qū)一調(diào)）在長為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為＋q、－q的等量異種點電荷，放入場強為E的勻強電場中，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動，若忽略兩點電荷間的相互作用，在輕桿與電場線夾角為θ時，兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小為_______________，若設(shè)過O點的等勢面電勢為零，則兩電荷具有的電勢能之和為_____________________。

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科目：高中物理 來源：2009年上海市嘉定區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：填空題

在長為l的絕緣輕桿兩端分別固定帶電量分別為+q、-q的等量異種點電荷，放入場強為E的勻強電場中，輕桿可繞中點O自由轉(zhuǎn)動，若忽略兩點電荷間的相互作用，在輕桿與電場線夾角為θ時，兩點電荷受到的電場力對O點的合力矩大小為    ，若設(shè)過O點的等勢面電勢為零，則兩電荷具有的電勢能之和為    ．

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