Question

如图所示，水平地面上方有一匀强电场，在该电场中取一点O作为圆心，以R＝10 cm为半径在竖直面内作一个圆，圆平面平行于匀强电场的电场线(图中未画出)．在O点固定一个电量为Q＝5×10^－4 C的带负电的点电荷．现将一个质量m＝3×10^－3 kg电量q＝2×10^－10 C的带正电小球放置在圆周上与圆心在同一水平线上的a点时，恰好能静止．求：

(1)这一匀强电场场强的大小；

(2)若用一外力F将小球从a点缓慢地移到圆周的最高点b，这个外力所做的功．

(g＝10 m/s²，静电力恒量k＝9×10⁹ Nm²/C²，结果可带根号)

Answer 1

答案：
解析：

解：(14分) 　　(1)带正电小球在a点受力如图所示． 　　小球所受的库仑力：　① 　　代入数据得：F库＝9×10－2 N(即：F库 ＝3 mg)　(3分) 　　对小球在a点由平衡条件有：　②　(2分) 　　解得：V/m　(2分) 　　由图可知：　③(1分) 　　　④　(1分) 　　(2)把小球从a点移至b点负点电荷Q对它不做功，所以由动能定理有： 　　　⑤　(3分) 　　整理并代入数据得： J　(2分)