【題目】某同學選用兩個完全相同的小球A、B來驗證庫侖定律。使小球AB帶上同種電荷,A球放在左右可移動且上下高度可調(diào)節(jié)的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點,如圖。實驗時,保證A、B兩球球心在同一水平線上,待B球平衡后偏離豎直線的角度為θ,B球質(zhì)量為m,重力加速度為g;

先保持兩球電荷量不變,使A球從遠處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,懸線的偏角越大;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大.

(1)實驗中需要用到_____________的科學方法。

(2)根據(jù)平衡關(guān)系,A、B兩球之間的電場力F=________________(用m、g、θ表示)。

(3)在閱讀嘞教材后,該同學知道了庫侖定律的表達式,并知道了均勻分布的帶電球體可以等效為電荷量全部集中在球心處的一個點電荷。

它將兩個半徑為R的金屬小球分別帶上了q1q2的正電,并使其球心相距3R,應用庫侖定律,計算了兩球之間的庫侖力,則該同學的計算結(jié)果__________(選填偏大” “偏小”“正確),原因是:_________________。

【答案】(1)控制變量法 (2)mgtanθ(3)偏小;兩電荷帶同種電荷,導致電量間距大于3R。

【解析】

(1)實驗中需要用到控制變量法的科學方法。

(2)A球受重力,繩的拉力和電場力三力平衡,根據(jù)平衡關(guān)系,A、B兩球之間的電場力F=mgtanθ。

(3)當兩球心相距為3R時,兩球不能看成點電荷,因帶同種電荷,導致電量間距大于3R,根據(jù)庫侖定律F=k,可知,它們相互作用的庫侖力大小F<。即該同學的計算結(jié)果偏小,原因是:兩電荷帶同種電荷,導致電量間距大于3R。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A為電磁鐵,C為膠木秤盤,AC(包括支架)的總重量M,B為鐵片,質(zhì)量為m,整個裝置用輕繩懸于O點,當電磁鐵通電,鐵片被吸引上升的過程中,輕繩上拉力( 。

A. F=mg B. Mg<F<(M+m)g C. F=(M+m)g D. F>(M+m)g

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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立坐標系xoy,第I象限坐標為(x,d)位置處有一微粒發(fā)射器P,第II、III、IV象限有垂直紙面向里的勻強磁場和豎直向上的勻強電場。某時刻微粒發(fā)射器P沿x軸負方向以某一初速度發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒。微粒從處經(jīng)過y軸且速度方向與y軸負方向成45°角。其后微粒在勻強磁場中偏轉(zhuǎn)后垂直x軸返回第I象限。已知第II、III、IV象限內(nèi)勻強電場的電場強度。重力加速度為g,求:

(1)微粒剛從發(fā)射器射出時的初速度及微粒發(fā)射器P的橫坐標x;

(2)微粒從發(fā)射器射出到返回第I象限上升到最高點所用的總時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物塊靜止地放在半徑為R的半球體上,物塊與半球體間的動摩擦因數(shù)為μ,物塊與球心的連線與水平地面的夾角為θ,則下列說法正確的是(。

A. 地面對半球體的摩擦力方向水平向左 B. 物塊對半球體的壓力大小為mgcosθ

C. 物塊所受摩擦力大小為mgsinθ D. 物塊所受摩擦力大小為mgcosθ

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【題目】如圖所示,物塊A、B質(zhì)量分別為mA、mB, 相對靜止,共同沿斜面勻速下滑,下述正確的是

A. AB無相對滑動趨勢

B. B受到斜面的滑動摩擦力為mBgsinθ

C. 斜面受到B的滑動摩擦力,方向沿斜面向下

D. B與斜面的滑動摩擦因數(shù) μ= tanθ

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【題目】如圖所示,一個電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,又沿中心軸線從O點垂直射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出打到熒光屏上的P,O′點為熒光屏的中心。已知電子質(zhì)量m=9.0×1031kg,電荷量e=1.6×1019C,加速電場電壓U0=2500V,偏轉(zhuǎn)電場電壓U=200V,極板的長度L1=6.0cm,板間距離d=2.0cm,極板的末端到熒光屏的距離L2=3.0cm(忽略電子所受重力,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。求:

(1)電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0;

(2) 電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程中電場力對它所做的功W;

(3)電子打在熒光屏上的P點到O點的距離h。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場,電場強度為E,磁感應強度為B,足夠長的斜面固定在水平面上,斜面傾角為45°。有一帶電的小球P靜止于斜面頂端A處,且恰好對斜面無壓力,若將小球P以初速度v0水向右拋出(P可視為質(zhì)點),一段時間后,小球落在斜面上的C點,己知小球的運動軌跡在同一豎直平面內(nèi),則( )

A. 若拋出的初速度小于v0,小球在斜面上的落點與A點的距離小于AC間距

B. 若拋出的初速度小于v0,小球落在斜面上的時間將縮短

C. 若沿豎直向上方向以初速度v0拋出小球,小球仍會落回C

D. 若沿豎直向上方向以初速度v0拋出小球,小球不會落回C

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,小球自a點由靜止自由下落,到b點時與彈簧接觸,到c點時彈簧被壓縮到最短,若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力,在小球由abc的運動過程中,說法正確的是

A.小球、彈簧和地球構(gòu)成的系統(tǒng)總機械能守恒

B.小球的重力勢能隨時間先減少后增加

C.小球在b點時動能最大

D.到c點時小球動能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

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【題目】質(zhì)量為3.0kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,當拉力F1=8.0N時,木箱靜止;當拉力F2=12N時,木箱做勻速運動,g=10m/s2求:

(1)木箱與地面間的動摩擦因數(shù);

(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大小;

(3)木箱在14.0N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大。

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