电势差与场强

题目

电势差与场强
长为L的绝缘细棒两端固定两金属小球,各带电量为+q和-q,细棒可绕水平轴O无摩擦转动,细棒放置在两平行金属板中间,两板间距离为d,电压为U,要使细棒从图所示位置转过180°角,两小球克服电场力做功为2Uql/d,若细棒可承受最大力为F,则细棒断裂所加在两板间最小电压
为多少?

答案

(Fd/q)+(kqd)/L^2
对其中一个电荷分析受力：
F+K*q^2/L^2=q*E
F+K*q^2/L^2=q*(U/d)
U=(Fd/q)+(kqd)/L^2