解题思路:粒子恰好作直线运动,合力方向与速度方向在同一直线上,运用作图法分析电场力的最小值和方向,确定最小场强的大小及方向.
据题,粒子恰好作直线运动,则其合力方向与速度方向在同一直线上,作出力的合成图如图,由图可知,当电场力qE与速度方向垂直时,电场力最小,电场力最小值为
qEmin=mgsin45°
得到,电场强度的最小值为Emin=
2mg
2q,由于小球带正电,则此场强方向垂直直线向上,即斜向左上方,与水平方向成45度.
答:这个匀强电场的最小场强的大小为
2mg
2q,方向斜向左上方,与水平方向成45度.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题关键要掌握粒子做直线运动的条件:合力方向与速度方向共线,运用作图法得到电场力的最小值.