Question

一質量為m、帶電量為q的小球用細線系住，線的一端固定在o點．若在空間加上勻強電場，平衡時線與豎直方向成60°角．則電場強度的最小值為（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：當電場強度最小時，電場力最小，根據平衡條件可知物體所受合力為0，故電場力和繩子拉力的合力等于物體的重力，根據平行四邊形定則可以將三個力放到同一個矢量三角形中，故電場力的對邊的箭頭落在繩子上．顯然只有當電場力與繩垂直時電場力最小．
解答：解：以小球為研究對象，對小球進行受力分析，故小球受到重力mg、繩的拉力F₁、電場力F₂三個力作用，根據平衡條件可知，拉力F₁與電場力F₂的合力必與重力mg等大反向．
因為拉力F₁的方向確定，F₁與F₂的合力等于mg確定，由矢量圖可知，當電場力F₂垂直懸線時電場力F₂=qE最小，故場強E也最小．
由圖可知此時電場力qE=mgsin60°
所以，所以正確的選項是B．
故選：B
點評：當處于平衡狀態的物體受到三個力，一個力是恒力，第二個力方向不變，第三個力大小與方向都發生變化時可以利用矢量三角形法即圖解法求解．