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12.如图所示,细线上端固定,下端拴一个质量为m的带电小球,将它放置于匀强电场中,场强大小为E,方向水平向右.已知细线离开竖直位置的偏角为θ时,小球处于平衡状态.求:
(1)小球带何种电荷?电量是多少?
(2)若细线突然断裂,小球将做什么运动?加速度是多大?

分析 (1)由题细线向右偏离竖直方向,小球受到的电场力水平向右,根据电场力方向与电场强度方向的关系,判断小球的电性.根据平衡条件求出电量.
(2)由力的合成可求得合力,再由牛顿第二定律可求得加速度.

解答 解:(1)根据平衡条件可知,小球受电场力方向与场强方向相同,则小球带正电
由平衡条件得:
Eq=mgtanθ
所以:q=$\frac{mgtanθ}{E}$
(2)若细线断裂,则小球只受重力和电场力,合力为F=$\frac{mg}{cosθ}$
则由牛顿第二定律可知:
F=ma;
解得:a=$\frac{g}{cosθ}$
答:(1)小球带正电,小球所带的电量为$\frac{mgtanθ}{E}$.(2)绳子断裂时加速度为$\frac{g}{cosθ}$

点评 解决本题的关键是正确地进行受力分析,利用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解即可.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

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