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.它恰能静止不动．由此可知.匀强电场的电场线跟Oa线的夹� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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．

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=

F库

而F库=k

=9×10⁹×

5×10-4×2×10-10

0．12

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．

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