Question

真空中固定的正點電荷Q所形成的電場中有一質量為m＝1×10^{－4 kg}、帶電荷量q＝1×10^{－8 C}的微粒在此點電荷附近以角速度ω＝10 rad/s做勻速圓周運動，已知正點電荷Q的帶電荷量為4×10^{－5 C}．重力加速度g取10 m/s²，且微粒的重力相對于電場力不能忽略．則下列判斷正確的是                                                      (　　)

A．微粒一定帶負電

B．微粒一定帶正電

C．微粒做圓周運動的圓心就在正點電荷Q所在的位置

D．微粒做圓周運動的圓心就在正點電荷Q正下方與Q的距離為0.1 m的位置

Answer 1

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由題意知該微粒和點電荷之間有相互吸引的力，所以該微粒帶負   
電，即A正確，B錯誤；由題意知該微粒所受的重力不能忽略，則微粒
做圓周運動的軌跡必不和點電荷在同一水平面內，且圓心O在點電荷的
正下方，設其距點電荷的距離為H，如圖所示．
則Fcosθ=mg，Fsinθ=mω2R
由幾何知識知R=Htanθ
由以上各式解得：H= ="0.1" m，即D正確．