Question

如圖所示，絕緣細線一端固定于O點，另一端連接一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的帶正電小球，要使帶電小球靜止時細線與豎直方向成а角，可在空間加一勻強電場則當所加的勻強電場沿著什么方向時可使場強最小？這時細線中的張力多大？

Answer 1

分析：當電場強度最小時，電場力最小，根據(jù)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(jù)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�。�

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(jù)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，F(xiàn)₁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�。�
由圖可知此時繩中張力F₁=mgcosа

點評：當處于平衡狀態(tài)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(fā)生變化時可以利用矢量三角形法即圖解法求解．