20.
为了验证电荷之间的引力与电荷间距离的平方成反比的规律,库仑还设计了一个电摆实验,其装置如图所示:G为绝缘金属球,lg为虫胶做的小针,悬挂在7-8尺长的蚕丝sc下端,l端放一镀金小圆纸片。G、l间的距离可调。实验时使G、l带异号电荷,则小针受到电引力作用可以在水平面内做小幅摆动。测量出G、l在不同距离时,lg摆动同样次数的时间,从而计算出每次振动的周期。库仑受万有引力定律的启发,把电荷之间的吸引力和地球对物体的吸引力加以类比,猜测电摆振动的周期与带电小纸片l到绝缘带电金属球G之间的距离成正比。
库仑记录了三次实验数据如下表:
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实验次数 |
小纸片与金属 球心的距离 |
15次振动 所需的时间 |
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1 |
9 |
20 |
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2 |
18 |
41 |
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3 |
24 |
60 |
关于本实验及其相关内容,有以下几种说法:
(1)根据牛顿万有引力定律和单摆的周期公式可以推断:地面上单摆振动的周期T正比于摆球离开地球表面的距离h。
(2)从表格中第1、第2组数据看,电摆的周期与纸片到球心之间的距离可能存在正比例关系。
(3)假如电摆的周期与带电纸片到金属球球心距离成正比,则三次测量的周期之比应为20∶40∶53,但是实验测得值为20∶41∶60,因此假设不成立。
(4)第3组实验测得的周期比预期值偏大,可能是振动时间较长,两带电体漏电造成实验有较大的误差造成的。
则下列选项正确的是( )
A.(2)(4) B.(1)(2)(3)(4) C.(2)(3) D.(1)(3)