Question

绝缘细线一段固定于O点,另一端连接一带电荷量为+q质量为m的带正电小球，要使带点小球静止时细线与竖直方向

绝缘细线一段固定于O点,另一端连接一带电荷量为+q质量为m的带正电小球，要使带点小球静止时细线与竖直方向成α角，可在空间加一匀强电场，则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小？最小的场强多大？这时细线中的张力多大？

Answer 1

对小球分析，受重力mg（竖直向下）、绳子拉力F1（沿绳子向上）、电场力F2（方向待定），合力为0。
显然，当电场力方向与绳子垂直时，电场力最小（方向斜向上），对应的电场强度也最小。
由直角三角形知识得　所加的匀强电场的方向是与竖直方向夹角是（90度－α），
且　F2＝q*E小＝mg*sinα
所求的最小的场强是　E小＝mg*sinα / q
这时绳子张力大小是　F1＝mg*cosα
注：重力、绳子拉力、电场力构成直角三角形，重力是斜边。

追问

为什么 当电场力方向与绳子垂直时，电场力最小？可是绳子的拉力和重力的合力不是水平向左吗，难道不是一个向右的电场力和他平衡？对不起我一直不明白这块，麻烦详细一点好吗

追答

重力是确定的，但绳子拉力的大小可以变（方向当然不变），所以绳子的拉力和重力的合力不一定是水平向左。
说个判断方法吧，重力、绳子拉力、电场力构成直角三角形，重力是竖直的（斜边），绳子拉力是斜向上的（从重力的下端斜向上画拉力，拉力大小未定），再画电场力（从重力的上端向拉力画）。
看出来了吗？只有当电场力垂直绳子拉力时，电场力才最小。