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11.某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素.A是一個帶正電的物體,系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來.他們分別進行了以下操作.
步驟一:把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置,比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小.
步驟二:使小球處于同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大小.
(1)該實驗采用的方法是B.(填正確選項前的字母)
A.理想實驗法            B.控制變量法            C.等效替代法
(2)實驗表明,電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的增大而減小.(填“增大”、“減小”或“不變”)
(3)若物體A的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示、質量用m表示,物體與小球間的距離用d表示,靜電力常量為k,重力加速度為g,可認為物體A與小球在同一水平線上,則小球偏離豎直方向的角度的正切值為$\frac{mgp9vv5xb5^{2}}{kQq}$.

分析 (1)解答本題要了解庫侖力的推導過程,由于決定電荷之間作用力大小的因素很多,因此需要采用控制變量的方法進行研究.
(2)現(xiàn)在都知道庫侖力的決定因素,但是該實驗只是研究了庫侖力和距離之間的關系.
(3)根據(jù)共點力平衡,結合庫侖定律即可求出.

解答 解:(1)此實驗中比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小,再使小球處于同一位置,增大或減小小球所帶的電荷量,比較小球所受的靜電力的大小,所以是采用了控制變量的方法;
(2)在研究電荷之間作用力大小的決定因素時,采用控制變量的方法進行,如本實驗,根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小,當Q、q-定,d不同時,由圖可知,距離越大,作用力越小.
(3)小球受到重力、繩子的拉力以及庫侖力的作用,其中A與小球之間的庫侖力:F=$\frac{kQq}{p9vv5xb5^{2}}$
所以小球偏離豎直方向的角度的正切值:$tanθ=\frac{mg}{F}=\frac{mgp9vv5xb5^{2}}{kQq}$
故答案為:(1)B;(2)減小.(3)$\frac{mgp9vv5xb5^{2}}{kQq}$

點評 控制變量法是高中物理物理中重要研究方法,要了解控制變量法的應用,同時掌握影響庫侖力的因素.

練習冊系列答案
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(2)求公交車勻減速行駛的加速度大小及行駛的距離
(3)求公交車勻加速駛離車站的加速度大小
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