Question

11．小明同學正在做這樣一道物理題：如圖所示，輕繩一端系著一個質量為m的小球A，將輕繩另一端懸掛于O點，若在小球上施加一個水平的作用力F，使輕繩偏離豎直方向，與豎直方向成θ角，此時水平作用力F的大小為多少？小明同學思考：若將輕繩改為絕緣絲線，并讓小球帶上電荷量為q的正電荷，然后在此空間加上一個勻強電場去實現上述偏離目標，那么這個電場的電場強度最小值E與F的比值為（　　）

• A． qtanθ
• B． qsinθ
• C． $\frac{q}{cosθ}$
• D． $\frac{cosθ}{q}$

Answer 1

分析 對小球受力分析，應用平衡條件求出F與E，然后求出它們的比值．

解答 解：小球受力如圖所示：

由平衡條件得：F=mgtanθ，
由圖示可知，當電場力與細線垂直時電場力最小，場強最小，
由平衡條件得：qE=mgsinθ，
解得：$\frac{E}{F}$=$\frac{cosθ}{q}$；
故選：D．

點評 本題運用作圖法得到的結論可在理解的基礎上記住：當兩個力合力一定，已知一個分力的方向，則當兩個分力垂直時，另一個分力有最小值．