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精英家教网质量为m,电量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成θ角射出,如图所示,如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证小球仍沿v0方向做直线运动,则所加匀强电场的最小值为(  )
A、
mg
q
B、
mgcosθ
q
C、
mgsinθ
q
D、
mgtanθ
q
分析:保证微粒仍沿v0方向做直线运动,电场力方向必须垂直于v0方向斜向上时,电场力有最小值,则场强有最小值,根据垂直于v0方向合力为零,求出电场强度的最小值或设场强E和v0成Φ角,根据垂直于速度方向的合力为零,列式得到场强与Φ的关系式,再运用数学知识求出场强E最小时Φ角,从而求出E的最小值.
解答:解:由题知小球在重力和电场力作用下沿v0方向做直线运动,
可知垂直v0方向上合外力为零,建如图所示坐标系,
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设场强E和v0成Φ角,
可得:EqsinΦ-mgcosθ=0
得:E=
mgcosθ
qsinΦ

当Φ=90°时,E最小为Emin=
mgcosθ
q
,其方向与v0垂直斜向上.
故选:B
点评:本题关键要根据微粒做直线运动的条件:合力方向与速度方向在同一直线上,运用数学知识求得E最小的条件.也运用图解法直观地分析.
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