如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=-5×10-4C的点-物理

题目简介

如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=-5×10-4C的点-物理

题目详情

如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取一点O作圆心,以R=l0cm为半径,在竖直平面内作一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线.在O点固定一个电量为Q=-5×10-4C的点电荷(其对匀强电场的影响可忽略不计);当把一个质量m=3g、电量为q=+2×10-10C的带电小球放在圆周的a点时(O、a连线水平),它恰能静止不动.由此可知,匀强电场的电场线跟Oa线的
夹角α=______;若再施加一个力F,将带电小球从a点缓慢移动到圆周上的最高点b,则力F需做功______J.360优课网
题型:填空题难度:中档来源:奉贤区二模

答案

带电小球放在圆周的a点时受力情况如图,由平衡条件得知:重力与库仑力的合力与电场力qE等值反向,则有
360优课网

   tanα=class="stub"mg
F

F=kclass="stub"Qq
R2
=9×109×
5×10-4×2×10-10
0.12
N=0.09N
  mg=3×10-3×10N=0.03N
解得,tanα=class="stub"1
3
,则得α=arctanclass="stub"1
3
,qEsinα=mg,qEcosα=F库
小球带负电,电场力与电场强度方向相反,则匀强电场的电场线跟Oa线的夹角α=arctanclass="stub"1
3

将带电小球从a点缓慢移动到圆周上的最高点b,库仑力不做功,根据动能定理得
  W-mgR+qERsinα+qERcosα=0
代入解得,外力F做功W=9×10-3J
故答案为:arctanclass="stub"1
3
,9×10-3J.

更多内容推荐