某实验小组用如图所示的装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球，其中A球的质量为m，用一根绝缘细线将A悬挂起来，实验时改变两小球所带的电荷量，移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量，d表示A、B球心间的距离，θ表示绝缘细线偏离竖直方向的角度，k为静电力常量，当地的重力加速度大小为g。

1. 某实验小组用如图所示的装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球，其中A球的质量为m，用一根绝缘细线将A悬挂起来，实验时改变两小球所带的电荷量，移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量，d表示A、B球心间的距离，θ表示绝缘细线偏离竖直方向的角度，k为静电力常量，当地的重力加速度大小为g。

(1) 该实验运用到的实验方法是。

(2) 关于实验，下列说法正确的是（　　） A. 实验中两塑料小球的带电荷量必须相等 B. 两个小球不可以换成异种电荷进行实验 C. 细线的拉力随着θ角的增大而增大 D. 库仑力随着θ角的增大而增大

(3) 通过实验数据得到的图像可能正确的为（　　） A.

B.

C.

D.

【考点】

库仑定律;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某物理兴趣小组利用如图所示装置探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作：

(1) 以上实验采用的方法是_____。 A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法

(2) 实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而。（填“增大”、“减小”或“不变”）

(3) 带正电的小球 $\text{[math]}$ 固定不动，带正电的小球 $\text{[math]}$ 通过绝缘丝线系在铁架台上，小球 $\text{[math]}$ 会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球 $\text{[math]}$ 先后挂在图中横杆上的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球球心在同一水平线上，待小球 $\text{[math]}$ 平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球球心间的距离为 $\text{[math]}$ ，小球 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两球之间的库仑力大小为。（用题中涉及的物理量符号表示）

(4) 若实验中小球 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的电荷量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则静电力常量可表示为 $\text{[math]}$ 。（用题中涉及的物理量符号表示）

实验探究题普通

2. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。

步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。

步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。

(1) 图甲中实验采用的方法是________（填正确选项前的字母）； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法

(2) 图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而（填“增大”“减小”或“不变”）。

(3) 接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减少）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为 $\text{[math]}$ ，若两次实验中A的电量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 为。

实验探究题普通

3. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的小球，系在绝缘丝线上带正电的小球B会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。

(1) 他们分别进行了以下操作。

①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P₁、P₂、P₃等位置，小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小，由此可得，两小球所带电荷量不变时，距离增大，两小球间静电力（选填“增大”“减小”或“不变”）。

②使小球B处于同一位置，增大小球A所带的电荷量，小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大，由此可得，两小球距离不变时，电荷量增大，两小球间静电力（选填“增大”“减小”或“不变”）。

(2) 接着该组同学又进行了如下实验，如图乙所示，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ，若两次实验中A的电荷量分别为q₁和q₂ ， θ分别为30°和45°，则 $\text{[math]}$ 为。

实验探究题普通