在匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则匀强电场的场强大小为(  )A. 最大值是mgtanθqB. 最小值是mgsinθqC. 唯一值是mgtanθqD. 以上都不对

问题描述:

在匀强电场中,将一质量为m,电荷量为q的小球由静止释放,带电小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则匀强电场的场强大小为(  )
A. 最大值是

mgtanθ
q

B. 最小值是
mgsinθ
q

C. 唯一值是
mgtanθ
q

D. 以上都不对

由题,带电小球的运动轨迹为直线,在电场中受到重力mg和电场力F,其合力必定沿此直线向下,根据三角形定则作出合力,由图看出,当电场力F与此直线垂直时,电场力F最小,场强最小,则有F=qEmin=mgsinθ,得到:
Emin=

mgsinθ
q

电场力最大值趋向无穷大,故场强的最大值趋向无穷大;
故选:B.
答案解析:带电小球在电场中受到重力和电场力,从O点*释放,其运动轨迹为直线,小球所受的合力方向沿此直线方向,运用三角定则分析什么情况下场强大小最小,再求出最小值.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.

知识点:本题采用作图法分析场强取得最小值的条件,也可以采用函数法分析电场力与θ的关系,确定最小值的条件.