Question

19．如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電小球的電場(chǎng)力和重力及繩子彈力的共同作用下靜止在空中，已知小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ，小球質(zhì)量為m、帶電荷量為q，重力加速度為g．
（1）若電場(chǎng)力方向豎直，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E₁；
（2）若要求電場(chǎng)強(qiáng)度取值最小，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E₂．

Answer 1

分析 （1）對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出電場(chǎng)力的大�。�根據(jù)電場(chǎng)力的方向確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．再根據(jù)E=$\frac{F}{q}$，求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小．
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡電場(chǎng)強(qiáng)度的最小可能值以及方向．

解答 解：（1）若電場(chǎng)力方向豎直，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由平衡知識(shí)可知電場(chǎng)力為：
F=mg；
根據(jù)E=$\frac{F}{q}$，
得：E₁=$\frac{mg}{q}$；
（2）由矢量合成的方法可知，當(dāng)小球受到的電場(chǎng)力的方向與繩子的方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，

所以電場(chǎng)強(qiáng)度最小，此時(shí)：
電場(chǎng)力：F′=mgsinθ；
電場(chǎng)強(qiáng)度：E₂=$\frac{F′}{q}$=$\frac{mgsinθ}{q}$
答：（1）若電場(chǎng)力方向豎直，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度$\frac{mg}{q}$；
（2）若要求電場(chǎng)強(qiáng)度取值最小，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度$\frac{mgsinθ}{q}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向相同，與負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向相反．以及會(huì)正確進(jìn)行受力分析，利用共點(diǎn)力平衡求解力，同時(shí)掌握電場(chǎng)力何時(shí)最小，是解題的關(guān)鍵．