Question

11．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(gè)帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會(huì)在靜電力的作用下發(fā)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(jìn)行了以下操作．
步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的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�。�
步驟二：使小球處于同一位置，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�。�
（1）該實(shí)驗(yàn)采用的方法是B．（填正確選項(xiàng)前的字母）
A．理想實(shí)驗(yàn)法            B．控制變量法            C．等效替代法
（2）實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小．（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(zhì)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(rèn)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$\frac{mg7nd5l7f^{2}}{kQq}$．

Answer 1

分析 （1）解答本題要了解庫侖力的推導(dǎo)過程，由于決定電荷之間作用力大小的因素很多，因此需要采用控制變量的方法進(jìn)行研究．
（2）現(xiàn)在都知道庫侖力的決定因素，但是該實(shí)驗(yàn)只是研究了庫侖力和距離之間的關(guān)系．
（3）根據(jù)共點(diǎn)力平衡，結(jié)合庫侖定律即可求出．

解答 解：（1）此實(shí)驗(yàn)中比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小，再使小球處于同一位置，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，所以是采用了控制變量的方法；
（2）在研究電荷之間作用力大小的決定因素時(shí)，采用控制變量的方法進(jìn)行，如本實(shí)驗(yàn)，根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小，當(dāng)Q、q-定，d不同時(shí)，由圖可知，距離越大，作用力越�。�
（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：F=$\frac{kQq}{lvhbjrb^{2}}$
所以小球偏離豎直方向的角度的正切值：$tanθ=\frac{mg}{F}=\frac{mgvtxdvfl^{2}}{kQq}$
故答案為：（1）B；（2）減�。�（3）$\frac{mgzlphbhz^{2}}{kQq}$

點(diǎn)評(píng) 控制變量法是高中物理物理中重要研究方法，要了解控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)掌握影響庫侖力的因素．