如图所示,用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球,在空间施加一匀强电场,使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角,则所加匀强电场的电场强度的最小值为( )A. mgsinθqB. mgcosθqC. mgtanθqD. mgcotθq
问题描述:
如图所示,用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球,在空间施加一匀强电场,使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角,则所加匀强电场的电场强度的最小值为( )
A.
mgsinθ q
B.
mgcosθ q
C.
mgtanθ q
D.
mgcotθ q
答
小球保持静止时受到重力mg、电场力F和细线的拉力T,作出力图如图.根据作图法可知,当电场力F与细线垂直时,电场力最小,最小值为
F=mgsinθ
则场强的最小值为E=
=F q
mgsinθ q
故选A
答案解析:小球保持静止时受到重力、电场力和细线的拉力,运用作图法分析什么条件下电场力最小,再场强公式得到场强最小值.
考试点:电场强度;共点力平衡的条件及其应用.
知识点:本题是物体平衡中极值问题,通过作图法得到极值的条件,也可以采用数学函数法求解极值.