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如圖所示，地面上方有勻強電場，取場中一點o為圓心在豎直面內作半徑R=0.1m的圓，圓平面與電場方向平行．在o點固定電量Q=5×10-4C的正點電荷，將質量為m=3g，電量q=2×10-10C的帶電小球放在圓周上與O點等高的a點時，它恰好靜止．若讓帶電小球從a點緩慢移至圓周最高點b時，外力需做多少功？
分析：小球在a點時恰好靜止，由平衡條件得，小球必定會受到重力、勻強電場的電場力和圓心處固定電荷的庫侖力作用，若將電荷緩慢移動到b點，外力要克服重力和勻強電場電場力做功，功的數值等于重力勢能和電勢能的增加量
解答：解：小球在a點時，受mg、F、qE三力而平衡時（參看圖），應有
qEcosα=mg
qEsinα=F=
kQq
R2

∵a、b都在點電荷Q的電場的等勢線上，∴小球從a→b時庫侖力F做功為零．
設所加外力做的功為W外，由動能定理得：
W外-mgR+qEcosαR-qEsinαR=0
整理得：W外=
kQq
R

代入數據得W外=9×10-3J　
答：外力需做功9×10-3J
點評：本題是帶電體在電場中的平衡問題和動能定理的應用，分析受力和求解功的小是關鍵．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，地面上方豎直界面M左側空間存在著水平的、垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B1=2.0T，M右側與N左側之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B2=20T．與N平行的豎直界面M左側存在豎直向下的勻強電場，電場強度E1=100N/C．在界面M與N之間還同時存在著水平向下的勻強電場，電場強度E2=90N/C．在緊靠界面M處有一個固定在水平地面上的豎直絕緣支架，支架上表面光滑，支架上放有質量m2=1.8×10-4kg的帶負電的小球b（可視為質點），電荷量q2=1.0×10-5 C．一個質量為m1=1.8×10-4 kg，電荷量為q1=3.0×10-5 C的帶負電小球（可視為質點）a以水平速度v0射入場區(qū)，沿直線運動并與小球b相碰，a、b兩個小球碰后粘合在一起成小球c，進入界面M右側的場區(qū)，并從場區(qū)右邊界N射出．已知M和N兩個界面的距離L=
5
m，忽略ab間靜電力，g取10m/s2．求：
（1）小球c剛進入M右側場區(qū)時的速度大��；
（2）小球c穿出場區(qū)右邊界N時的側移量．

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科目：高中物理 來源： 題型：038

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：038

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科目：高中物理 來源： 題型：038

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