题目内容
【题目】某研究性学习小组设计了以下方法来测量小球的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于
点,
点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度
的量角器,
、
是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、直流电压表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:
(1)用天平测出小球的质量,按如图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出
、
板之间的距离
,使小球带上一定的电量.
(2)连接电路如图所示,电压表接在电容器两端,要求小球在实验过程中细线与竖直方向的夹角从开始调节,电容器两极板
应该连接到__________(填“
”、“
”、“
”)两端.
(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组电压表的示数和相应的丝线偏转的角度.
(4)以电压为纵坐标,以__________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率
.
(5)小球的带电量__________.(用
、
、
、
等物理量表示)
【答案】 ab 为横坐标
【解析】(2)为了使得两极板间的电压可以变化,故应连接在滑动变阻器两端,故ab段,
(4)小球受到竖直向下的重力,绳子的拉力以及电场力三个力作用,处于平衡状态,根据平衡条件有,又有
,联立解得
,所以应以
为横坐标.
(5)由上可知,则小球的带电量为
.
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