某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素.A是一個帶正電的物體,系在絕緣絲線上的帶正電的小球會...
問題詳情:
某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素.A是一個帶正電的物體,系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來.他們分別進行了以下*作.
步驟一:把系在絲線上的帶電小球先後掛在橫杆上的P1、P2、P3等位置,比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小.
步驟二:使小球處於同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大小.
(1)該實驗採用的方法是_____.(填正確選項前的字母)
A.理想實驗法 B.控制變量法 C.等效替代法
(2)實驗表明,電荷之間的靜電力隨着電荷量的增大而增大,隨着距離的增大而_____.(填“增大”、“減小”或“不變”)
(3)若物體A的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示、質量用m表示,物體與小球間的距離用d表示,靜電力常量為k,重力加速度為g,可認為物體A與小球在同一水平線上,則小球偏離豎直方向的角度的正切值為_____.
【回答】
B 減小
【分析】
解答本題要了解庫侖力的推導過程,由於決定電荷之間作用力大小的因素很多,因此需要採用控制變量的方法進行研究;現在都知道庫侖力的決定因素,但是該實驗只是研究了庫侖力和距離之間的關係;根據共點力平衡,結合庫侖定律即可求出.
【詳解】
解:(1)此實驗中比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小,再使小球處於同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大小,所以是採用了控制變量的方法,故選B;
(2)在研究電荷之間作用力大小的決定因素時,採用控制變量的方法進行,如本實驗,根據小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小,當Q、q一定,d不同時,由圖可知,距離越大,作用力越小;
(3)小球受到重力、繩子的拉力以及庫侖力的作用,其中A與小球之間的庫侖力:, 所以小球偏離豎直方向的角度的正切值:
知識點:庫倫定律
題型:實驗,探究題