Question

如圖所示，真空中有一勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平面成一定角度斜向上，一個(gè)電荷量為Q＝－5×10^{－6 C}的點(diǎn)電荷固定于電場(chǎng)中的O處，在a處有一個(gè)質(zhì)量為m＝9×10^{－3 kg}、電荷量為q＝2×10^－8C的點(diǎn)電荷恰能處于靜止，a與O在同一水平面上，且相距為r＝0.1 m．現(xiàn)用絕緣工具將q搬到與a在同一豎直平面上的b點(diǎn)，Oa＝Ob且相互垂直，在此過程中外力至少做功為                                                           

A．1.8×10^－2 J               B．9(＋1)×10^－3 J

C．9×10^－3 J              D．9×10^－3 J

Answer 1

D   解析　如圖所示，在a處?kù)o止的電荷q受重力mg＝9×10^－2N，受庫(kù)侖力F＝k＝9×10⁹× N＝9×10^－2 N，經(jīng)分析判斷可知q所受電場(chǎng)力為qE＝9×10^－2 N，θ＝45°.由幾何知識(shí)可知ab＝r且與勻強(qiáng)電場(chǎng)垂直，a、b兩點(diǎn)在同一個(gè)等勢(shì)面上；對(duì)點(diǎn)電荷Q來說，a、b兩點(diǎn)也在同一個(gè)等勢(shì)面上，所以，將q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力和庫(kù)侖力都不做功，由動(dòng)能定理得W－mgr＝0，W＝mgr＝9×10^－2×0.1 J＝9×10^－3 J，D對(duì)．