Question

1．如图所示，把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在P₁、P₂、P₃位置，调节丝线的长度使小球与A总在同一水平线上，α₁、α₂、α₃表示丝线与竖直方向的夹角，其中挂在P₁处（选填“P₁”、“P₂”或“P₃”）丝线受到的拉力最大；在同一位置，将小球所带电性改变为带负电，电量不变，同时调节丝线的长度使小球与A仍在同一水平线上，则丝线与竖直方向的夹角大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）带正电时丝线与竖直方向的夹角．

Answer 1

分析 解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究．虽然学生现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系，并根据受力平衡条件，结合力的平行四边形定则，来确定拉力的大小．

解答 解：根据库仑定律，可知两点电荷间的相互作用力的大小与点电荷的电量及点电荷的间距有关，小球远离带正电的A球，说明细线悬挂的小球带正电，悬挂的小球离带正电的A球越远，受到的作用力越小，同种电荷距离越近排斥作用越强，所以，电荷之间的相互作用跟距离有关，且电荷间的作用力大小随电荷间距离的增大而减小，所以挂在P₁处丝线受到的拉力最大，
在同一位置，将小球所带电性改变为带负电而电量不变，库仑力的方向相反，导致间距变小，则库仑力的大小变大，因此绳子与竖直方向大于带正电时绳子与竖直方向的夹角．
故答案为：P₁；大于

点评 控制变量法是高中物理物理中重要研究方法，要了解控制变量法的应用，并考查库仑定律的应用，同时理解受力平衡与力的平行四边形定则的应用．