如图,质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时细线与竖直方向成30°角,已知电场方向恰使小球受的电场力最小,则小球所带电量为______.

问题描述:

如图,质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上,且处在场强为E的匀强电场中,当小球A静止时细线与竖直方向成30°角,已知电场方向恰使小球受的电场力最小,则小球所带电量为______.

以小球为研究对象,分析受力情况,如图.根据作图法得到,当电场力qE与细线垂直时,电场力最小,根据平衡条件得:
qE=mgsin30°
得:q=

mg
2E

故答案为:
mg
2E

答案解析:当小球A静止时受到重力、电场力和细线的拉力,运用作图法得出电场力最小的条件,由平衡条件求出最小的电场力再求出电荷量.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.
知识点:本题是带电物体在电场中平衡问题,受力分析是基础,关键要会运用作图法求解极值,也可以函数法求解.