Question

9．如圖所示，在勻強(qiáng)電場中，用一根絕緣的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球，小球帶正電，電量為q，靜止時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，求所加勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)最小值為多少？方向怎樣？

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(jù)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，從而求得場強(qiáng)最小值．

解答 解：對小球受力分析，受重力、電場力和拉力，小球保持靜止，電場力和拉力的合力與重力總是等大、反向，如圖所示：
從圖中可以看出，當(dāng)電場力方向與細(xì)線垂直時，電場力最小，電場強(qiáng)度最小，根據(jù)共點力平衡條件，有：
電場力最小值為：F=mgsinθ
又 F=qE
解得場強(qiáng)最小值為：E=$\frac{mgsinθ}{q}$，方向垂直于細(xì)線斜向上
答：所加勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)最小值為$\frac{mgsinθ}{q}$，方向垂直于細(xì)線斜向上．

點評 本題的關(guān)鍵是通過圖解法分析出電場力最小的方向，然后根據(jù)共點力平衡條件求解出電場力的最小值，得到最小電場強(qiáng)度．