2.一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球用細線系住,線的一端固定在O點.若在空間加上勻強電場,平衡時線與豎直方向成30°角,則電場強度的大小不可能為(  )
A.$\frac{mg}{3q}$B.$\frac{\sqrt{3}mg}{2q}$C.$\frac{2mg}{q}$D.$\frac{mg}{q}$

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小.從而確定電場的范圍.

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。
則有:mgsin30°=qE,解得E=$\frac{mg}{2q}$.則可知,其中A不可能,BCD均有可能;
本題選不可能的,故選:A.

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.

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(2)由平衡條件求出電場力的大小.

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A.它始終處于靜止平衡狀態(tài)
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C.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等
D.“天宮一號”質(zhì)量與其它同步衛(wèi)星質(zhì)量不一定相等

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