题目内容
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．
【答案】分析：带电小球放在圆周的a点时静止不动，合力为零，分析小球的受力，根据平衡条件列式求电场力的方向，即可确定电场方向．根据动能定理求力F做功．
解答：解：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
tanα=
而
=9×109×
N=0.09N
mg=3×10-3×10N=0.03N
解得，tanα=
，则得α=arctan
，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=arctan
．
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：arctan
，9×10-3J．
点评：本题是带电体在电场中的平衡问题和动能定理的应用，分析受力是关键．
解答：解：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
tanα=
而
=9×109×N=0.09Nmg=3×10-3×10N=0.03N
解得，tanα=
，则得α=arctan，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=arctan
．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：arctan
，9×10-3J．点评：本题是带电体在电场中的平衡问题和动能定理的应用，分析受力是关键．
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| q |
A、若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为
| ||
| B、若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大 | ||
| C、若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 | ||
D、若将小球在A点以大小为
|
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