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=
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F库=k
=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．
tanα=
| mg |
| F库 |
而F库=k
| R2 |
| 5×10-4×2×10-10 |
| 0．12 |
mg=3×10-3×10N=0.03N
解得，tanα=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 3 |
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
| 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：arctan
| 1 |
| 3 |
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．
练习册系列答案
相关题目
（2013?黄浦区二模）如图所示，在地面上方等间距分布着足够多的、水平方向的条形匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻区域的间距均为d．现有一边长为l（l＜d）的正方形线框在离地高h处以水平初速度v0从左侧磁场边缘进入磁场，运动中线框平面始终竖直，最终落在地面上，不计空气阻力，则（ ）
如图所示，在地面上方的A点以Ek1=4.0J的初动能水平抛出一小球，小球刚要落地时的动能Ek2=13.0J，落地点在B点．不计空气阻力，则A、B两点的连线与水平面间的夹角为（ ）
如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动．AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径．已知重力加速度为g，电场强度E=| mg |
| 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
|
如图所示，在地面上方的A点以Ek1=4.0J的初动能水平抛出一小球，小球刚要落地时的动能Ek2=13.0J，落地点在B点．不计空气阻力，则A、B两点的连线与水平面间的夹角为 ( )