Question

2．如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线的下端系有一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，若在空间加一匀强电场，则小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ．重力加速度为g．求所加匀强电场的电场强度的最小值和方向．

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；

解答 解：对小球实力分析，受重力、电场力和拉力，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：
mgsinθ=qE
解得：E=$\frac{mgsinθ}{q}$
答：所加匀强电场的电场强度的最小值$\frac{mgsinθ}{q}$和方向与细线垂直指向左下方．

点评 本题先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