Question

我們知道，驗(yàn)電器無(wú)法定量測(cè)定物體的帶電量。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室也沒(méi)有其他定量測(cè)定電量的儀器。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一定量測(cè)定質(zhì)量較小的小球帶電量的方案如下：取兩個(gè)完全相同的小球，用天平測(cè)出小球的質(zhì)量m，然后讓小球帶上相同的電量Q，并將兩個(gè)帶電小球用相同的絕緣輕質(zhì)細(xì)線如圖所示懸掛（懸線長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小球半徑），測(cè)出穩(wěn)定后懸線偏離豎直方向的夾角θ等物理量，從而算出小球的電量Q。你認(rèn)為該設(shè)計(jì)方案是否可行，若可行，則還需測(cè)量哪些物理量才能求出小球所帶的電量，用字母表示該物理量，并寫(xiě)出小球所帶電量的表達(dá)式及其推導(dǎo)的過(guò)程。若不可行，請(qǐng)寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)方案和相應(yīng)的計(jì)算表達(dá)式及其推導(dǎo)過(guò)程。（已知靜電力常量為K，當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g）

Answer 1

可行

解析:

可行。………………………………（2分）

為了測(cè)量小球所帶的電量，還需測(cè)量懸線懸點(diǎn)到球心的距離L（或懸線的長(zhǎng)度）。（2分）

設(shè)當(dāng)小球處于平衡位置時(shí)兩球相距r，由牛頓第三定律可知，兩個(gè)帶電小球之間的庫(kù)侖力大小相等，設(shè)為F。    對(duì)A球有：    ……………………（2分）  

由力的平衡條件得：      ……………………（2分）

由幾何關(guān)系可得：          ………………………………（2分）        

由以上各式得：    ……………………（2分）

故：     ………………………………（2分）

（其他方法合理同樣給分）