Question

18．如图所示，一个带电球体M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N先后挂在横杆上的P₁、P₂和P₃处．当小球N静止时，观察丝线与竖直方向的夹角．通过观察发现：当小球N挂在P₁时，丝线与竖直方向的夹角最大；当小球N挂在P₃时，丝线与竖直方向的夹角最小．根据三次实验结果的对比，可知（　　）

• A． 小球N距球体M越远，它们间的静电力越小
• B． 在距球体M越远的位置，球体M产生的电场越弱
• C． 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成正比
• D． 小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积成反比

Answer 1

分析 小球平衡时，合力为零，根据平衡条件求解库仑力，根据库仑定律公式F=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$ 判断物体与小球之间的作用力F与什么因素有关．丝线偏离竖直方向的角度θ越大，则作用力越大．

解答 解：A、小球平衡时，合力为零，根据平衡条件得：tanθ=$\frac{F}{mg}$，解得：F=mgtanθ，可知，小球N距球体M越远，它们间的静电力越小，故A正确；
B、由上分析，可知，在距球体M越远的位置，球体M产生的电场越弱，故B正确；
CD、保持Q、q不变，小球先后挂在P₁、P₂、P₃位置，偏离竖直线的角度逐渐减小，则F减小，根据库仑定律公式F=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$，可知，F与d有关，本实验不能反映小球N与球体M间的作用力与它们电荷量的乘积的关系，故CD错误．
故选：AB．

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，同时掌握影响库仑力的因素．