如图,一对平行金属板水平放置,板间距为,上极板始终接地。长度为、质量均匀的绝缘杆,上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动,下端固定一带正电的轻质小球,其电荷量为。当两板间电压为时,杆静止在与竖直方向夹角的位置;若两金属板在竖直平面内同时绕、顺时针旋转至图中虚线位置时,为使杆仍在原位置静止,需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:
(1)绝缘杆所受的重力;
(2)两板旋转后板间电压。
(3)在求前后两种情况中带电小球的电势能与时,某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变,电场力不做功,因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确,计算该电势能;你若认为该同学的结论错误,说明理由并求与。
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