Question

2．如圖所示，懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線的下端系有一個質量為m、電荷量為q的帶負電小球，若在空間加一勻強電場，則小球靜止時細線與豎直方向的夾角為θ．重力加速度為g．求所加勻強電場的電場強度的最小值和方向．

Answer 1

分析 對小球受力分析，受重力、電場力和拉力，小球保持靜止，受力平衡，先根據平衡條件確定電場力最小的臨界情況，然后求解最小電場力；

解答 解：對小球實力分析，受重力、電場力和拉力，如圖所示：
從圖中可以看出，當電場力方向與細線垂直時，電場力最小，電場強度最小，根據共點力平衡條件，有：
mgsinθ=qE
解得：E=$\frac{mgsinθ}{q}$
答：所加勻強電場的電場強度的最小值$\frac{mgsinθ}{q}$和方向與細線垂直指向左下方．

點評 本題先通過圖解法分析出電場力最小的方向，然后根據共點力平衡條件求解出電場力的最小值，得到最小電場強度