Question

9．如图所示，在匀强电场中，用一根绝缘的细线悬挂一质量为m的小球，小球带正电，电量为q，静止时细线与竖直方向的夹角为θ，求所加匀强电场的场强最小值为多少？方向怎样？

Answer 1

分析 对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，小球保持静止，受力平衡，先根据平衡条件确定电场力最小的临界情况，然后求解最小电场力，从而求得场强最小值．

解答 解：对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，小球保持静止，电场力和拉力的合力与重力总是等大、反向，如图所示：
从图中可以看出，当电场力方向与细线垂直时，电场力最小，电场强度最小，根据共点力平衡条件，有：
电场力最小值为：F=mgsinθ
又 F=qE
解得场强最小值为：E=$\frac{mgsinθ}{q}$，方向垂直于细线斜向上
答：所加匀强电场的场强最小值为$\frac{mgsinθ}{q}$，方向垂直于细线斜向上．

点评 本题的关键是通过图解法分析出电场力最小的方向，然后根据共点力平衡条件求解出电场力的最小值，得到最小电场强度．