Question

2．一个带负电的小球质量4×10^-4kg，带电量大小为4×10^-3C，用一条绝缘丝线悬挂在电场中O点，静止丝线与竖直方向的夹角θ=30°，如图所示，则小球所在位置的电场强度最小为1T，方向为方向与水平成30°指向右下方．

Answer 1

分析 小球静止时受到重力、电场力和细线的拉力，运用作图法得出电场力最小的条件，由平衡条件求出最小的电场力再求出电荷量．通过电场力的方向确定电场强度的方向．

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，此时电场力的方向与竖直方向的夹角为60°，则电场强度的方向与竖直方向的夹角为60°时，电场强度最小．
由图求出电场力的最小值为
  F_min=mgsin30°
又F_min=qE_min，得
 E_min=$\frac{mg}{2q}$=$\frac{4×1{0}^{-4}×10}{4×1{0}^{-3}}$T=1T，方向与水平成30°指向右下方．
故答案为：1T，

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析，通过共点力平衡条件进行求解．