問題詳情：
如圖，質量均爲m的兩個小球A、B固定在彎成120°角的絕緣輕杆兩端，OA和OB的長度均爲l，可繞過O點且與紙面垂直的水平軸無摩擦轉動，空氣阻力不計．設A球帶正電，B球帶負電，電量均爲q，處在豎直向下的勻強電場中，場強E=
．開始時，杆OB與豎直方向的夾角θ=60°．
（1）爲使系統平衡，在A點施一作用力F，則F至少多大？方向如何？
（2）設O點電勢爲零，此係統在圖示位置處電勢能是多少？
（3）若撤去外力F，系統轉過多大角度時，A球的速度最大？最大值是多少？
（4）若撤去外力F，系統轉過多大角度時，系統電勢能最小？最小值是多少？
【回答】
解：（1）以O爲轉軸 MGA+MEA+MEB﹣MGB﹣MF=0
則 2qElsin60°=Fl①
②
①、②解之 
方向垂直OA杆斜向上
（2）O點電勢爲零，由於AB兩球在同一等勢面上，根據E=qφ求得εA=﹣εB
ε總=0
（3）A、B兩球速度相等，A球的速度最大，即系統速度最大，此時∑M=0，即MA=MB
設此時OA杆與水平線夾角爲β，則
β=60°
即A轉過的角度爲 60°﹣30°=30°
（4）當A與豎直方向成α角時，系統速度爲零，不再上升
α=0°
A在最低點，B與水平成30°角位置εA＜0，εB＜0，系統電勢能最小
答：（1）爲使系統平衡，在A點施一作用力F，則F至少爲
，方向垂直OA杆斜向上
（2）設O點電勢爲零，此係統在圖示位置處電勢能是0
（3）若撤去外力F，系統轉過30°角度時，A球的速度最大，最大值是
（4）若撤去外力F，系統轉過0°角度時，系統電勢能最小，最小值是
知識點：靜電場及其應用單元測試
題型：計算題
