Question

【題目】某研究性學習小組設計了以下方法來測量小球的帶電量．如圖所示的小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于點， 點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器， 、是兩塊相同的、正對著豎直平行放置的金屬板（加上電壓后其內部電場可看作勻強電場）．另外還要用到的器材有天平、刻度尺、直流電壓表、開關、滑動變阻器及導線若干．該小組的實驗步驟如下，請你幫助該小組完成：

（1）用天平測出小球的質量，按如圖所示進行器材的安裝，并用刻度尺測出、板之間的距離，使小球帶上一定的電量．

（2）連接電路如圖所示，電壓表接在電容器兩端，要求小球在實驗過程中細線與豎直方向的夾角從開始調節，電容器兩極板應該連接到__________（填“”、“”、“”）兩端．

（3）閉合開關，調節滑動變阻器滑片的位置，讀出多組電壓表的示數和相應的絲線偏轉的角度．

（4）以電壓為縱坐標，以__________為橫坐標作出過原點的直線，求出直線的斜率．

（5）小球的帶電量__________．（用、、、等物理量表示）

Answer 1

【答案】 ab 為橫坐標

【解析】（2）為了使得兩極板間的電壓可以變化，故應連接在滑動變阻器兩端，故ab段，

（4）小球受到豎直向下的重力，繩子的拉力以及電場力三個力作用，處于平衡狀態，根據平衡條件有，又有，聯立解得，所以應以為橫坐標．

（5）由上可知，則小球的帶電量為．