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如图所示,在地面上方有一个匀强电场,在该电场中取点O作为圆心,以R=10cm为半径,在竖直平面内做一个圆,圆平面平行于匀强电场的电场线,在O点固定一个电荷量为Q=-5×10-4C的电荷.当把一个质量为m=3g,电荷量为q=2×10-10C带电小球放在圆周上的a点时(a点为圆周上最左的点),它恰好能静止不动,.若将带电小球从a点缓慢移到圆周上最高点b,外力做功W=______J.
小球在a点时,受mg、F、qE三力而平衡时(参看图),应有
qEcosα=mg
qEsinα=F=
kQq
R2

因为a、b都在点电荷Q的电场的等势线上,
所以小球从a→b时库仑力F做功为零.
设所加外力做的功为W,由动能定理得:
W-mgR+qEcosαR-qEsinαR=0
整理得:W=
kQq
R2

代入数据得W=9×10-3J 
故答案为:9×10-3
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

将一个带电量为1×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做功3×10-6J.从B点移到C点,电场力做功5×10-6J,则UAB=______V,UAC=______V.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在匀强电场中,将一电荷量为5×10-5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距离为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,则:
(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?
(3)该匀强电场的电场强度为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A,其电荷量Q=+4×10-3C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为φ=k
Q
r
,其中k为静电力恒量,r为空间某点到场源电荷A的距离.现有一个质量为m=0.1kg的带正电的小球B,它与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态,且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为?p=k
Qq
r
,其中r为q与Q之间的距离.另一质量为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落,落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2m/s的速度向下运动,它们到达最低点后又向上运动,向上运动到达的最高点为P.(取g=10m/s2,k=9×109N?m2/C2),求
(1)小球C与小球B碰撞前的速度v0的大小?小球B的带电量q为多少?
(2)小球C与小球B一起向下运动的过程中,最大速度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在绝缘水平面上有两个等量异种点电荷+Q和-Q,连线中点为O,以O为中心作一个正方形,四个顶点为a、b、c、d,且ab和cd与两点电荷的连线平行,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.a、b两点的场强相同
B.c、d两点电势相等
C.电子在b点的电势能小于a点的电势能
D.将电子从b经a、c移到d,电场力做功为0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于静电场下列说法中正确的是(  )
A.在电场中某点的电势为零,则该点的电场强度一定为零
B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小
C.根据公式U=Ed知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大
D.正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减少

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示的匀强电场E=10N/C,矩形abcd的ab边与电场线平行,且ab=3cm,bc=2cm,ab两点的电势差为______V,bc两点的电势差为______V.将点电荷q=5C从a点移动到c点,电场力做功________J.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,长度为l的细线一端固定于O点,另一端系一质量为m的带电小球,整个装置置于水平向右的匀强电场(电场区域足够大)中,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为θ=60°.
(1)若将小球拉至O点右方使细线呈水平状态由静止释放,则小球的速度最大时,细线的张力为多少?
(2)现将小球拉至O点左方使细线呈水平状态由静止释放,则小球第一次运动到O点正下方时的速度大小为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,实线表示匀强电场的电场线.一个带负电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa,b点电势为φb,则(  )
A.场强方向一定向左,且电势φa>φb
B.场强方向一定向左,且电势φa<φb
C.场强方向一定向右,且电势φa<φb
D.场强方向一定向右,且电势φa>φb

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