Question

2．一個(gè)帶負(fù)電的小球質(zhì)量4×10^-4kg，帶電量大小為4×10^-3C，用一條絕緣絲線懸掛在電場(chǎng)中O點(diǎn)，靜止絲線與豎直方向的夾角θ=30°，如圖所示，則小球所在位置的電場(chǎng)強(qiáng)度最小為1T，方向?yàn)榉较蚺c水平成30°指向右下方．

Answer 1

分析 小球靜止時(shí)受到重力、電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，運(yùn)用作圖法得出電場(chǎng)力最小的條件，由平衡條件求出最小的電場(chǎng)力再求出電荷量．通過(guò)電場(chǎng)力的方向確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向．

解答 解：小球受到三個(gè)力作用：重力mg、電場(chǎng)力F和細(xì)線的拉力T，根據(jù)平衡條件得知：F和T的合力與重力mg大小相等、方向相反，作出電場(chǎng)力在三種不同方向下合成圖如圖，可以看出，當(dāng)電場(chǎng)力F與細(xì)線的拉力T垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，此時(shí)電場(chǎng)力的方向與豎直方向的夾角為60°，則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為60°時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度最小．
由圖求出電場(chǎng)力的最小值為
  F_min=mgsin30°
又F_min=qE_min，得
 E_min=$\frac{mg}{2q}$=$\frac{4×1{0}^{-4}×10}{4×1{0}^{-3}}$T=1T，方向與水平成30°指向右下方．
故答案為：1T，

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，通過(guò)共點(diǎn)力平衡條件進(jìn)行求解．