11.
如图,质量均为m的三个带电小球A、B、C,放置在光滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为L(L比球半径r大得多),B球带电量为QB=-3q,A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F,要使A、B、C三球始终保持L的间距运动,求:
(1)F的大小?
(2)C球所带电量为多少?带何种电荷?
解析:经分析,C球带正电荷,设C球带电量为QC,则由库仑定律和牛顿第二定律得
F=3ma
对B:L2-L2=ma
对A:L2-(2L)2=ma
解得QC=8q,a=mL2
所以F=L2.
答案:(1)L2 (2)8q 正电荷
12.(2016·南通市模拟)如图所示,一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止.重力加速度取g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)水平向右电场的电场强度的大小;
(2)若将电场强度减小为原来的1/2,小物块的加速度大小是多大;
(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能.
解析:
(1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,则
FNsin 37°=qE①
FNcos 37°=mg②
由①、②可得E=4q.
(2)若电场强度减小为原来的1/2,则
E′=8q
mgsin 37°-qE′cos 37°=ma
可得a=0.3g.
(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时,重力做正功,电场力做负功,由动能定理得:
mgLsin 37°-qE′Lcos 37°=Ek-0
可得Ek=0.3mgL.
答案:(1)4q (2)0.3g (3)0.3mgL