题目内容

(2013?宁德模拟)绝缘细线的一端悬挂在天花板上,另一端系一质量为m的带正电小球,处在场强为E的匀强电场中.当小球静止时,细线与竖直方向成30°角,若小球受到的电场力最小,则小球所带的电量为(  )
分析:以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,运用作图法分析什么条件下小球受到的电场力最小,由力学知识求出最小的电场力,再求解小球的电荷量.
解答:解:小球受到三个力作用:重力mg、电场力F和细线的拉力T,根据平衡条件得知:F和T的合力与重力mg大小相等、方向相反,作出电场力在三种不同方向下合成图如图,可以看出,当电场力F与细线的拉力T垂直时,电场力最小,由图求出电场力的最小值为:
Fmin=mgsin30°
又Fmin=qE,得:q=
mg
2E

故选:B
点评:本题与动态平衡问题类似,采用图解法分析极值的条件,也可以运用函数法分析.
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