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某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有...

manfen5.com 满分网某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:
(1)用天平测出小球的质量m,按如图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量.
(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).
(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.
(4)以电压U为纵坐标,以______为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.
(5)小球的带电量q=______.(用m、d、k等物理量表示)
以小球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件以及电场强度与板间电压的关系式得出电压U与θ的关系式,再选择横坐标,求出斜率k,并求出小球的带电量. 【解析】 带电小球的受力如图(b),根据平衡条件有    tanθ=,   又有F=qE=q, 联立解得,U=tanθ=ktanθ,所以应以tanθ为横坐标. 由上可知k=,则小球的带电量为q= 故答案为:(4)tanθ;(5).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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