某研究性學習小組設計了以下方法來測量物體的帶電量．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O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度α的量角器，M、N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(nèi)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、電壓表、直流電流表、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(zhì)量m，按如圖所示進行器材的安裝，并用刻度尺測出M、N板之間的距離d，使小球帶上一定的電量．
（2）連接電路（請在圖中的虛線框中畫出實驗所用的電路圖，電源、開關已經(jīng)畫出）．
（3）閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉角度θ．
（4）以電壓U為縱坐標，以______為橫坐標作出過原點的直線，求出直線的斜率k．
（5）小球的帶電量q=______．（用m、d、k等物理量表示）
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帶電小球的受力如圖（b），根據(jù)平衡條件有
   tanθ=
F
mg
，
  又有F=qE=q
U
d
，
聯(lián)立解得，U=
mgd
q
tanθ=ktanθ，所以應以tanθ為橫坐標．
由上可知k=
mgd
q
，則小球的帶電量為q=
mgd
k

故答案為：（4）tanθ；（5）
mgd
k
．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學習小組設計了如圖所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關系．圖中E為直流電源，K為開關，K1為單刀雙擲開關，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱．
（1）實驗時，閉合K之前將R的滑片P置于
D
D
（填“C”或“D”）端；當用電流表外接法測量Rx的阻值時，K1應置于位置
1
1
（填“1”或“2”）．
（2）在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如題所示（不計由于通電導致的化學變化）．實驗中Rx的通電面積為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為
35
35
Ω?m，由圖中對應曲線
1
1
．（填“1”或“2”）可得此時溶液濃度約為
0.015
0.015
%（結果保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?佛山二模）我們知道，驗電器無法定量測定物體的帶電量．學校實驗室也沒有其他定量測定電量的儀器．某研究性學習小組設計了一定量測定輕質(zhì)小球帶電量的方案如下：取兩個完全相同的輕質(zhì)小球，用天平測出小球的質(zhì)量m，然后讓小球帶上相同的電量Q，并將兩個帶電小球用相同的絕緣輕質(zhì)細線如圖所示懸掛（懸線長度遠大于小球半徑），測出穩(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．
你認為該設計方案是否可行，若可行，則還需測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，并寫出小球所帶電量的表達式及其推導的過程．
若不可行，請寫出你的實驗方案和相應的計算表達式及其推導過程．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2009?湘潭模擬）（1）為了驗證碰撞中的動量守恒，某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：

A．用天平測出兩個小球的質(zhì)量（分別為m1和m2，且m1＞m2）．
B．按照如圖1所示的那樣，安裝好實驗裝置．將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端．
C．先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置．
D．將小球m2放在斜槽前端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置．
E．用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖1中D、E、F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF．
根據(jù)該同學的實驗，回答下列問題：
①小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖1中的
D
D
點，m2的落點是圖中的
F
F
點．
②用測得的物理量來表示，只要滿足關系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
，則說明碰撞中動量是守恒的．
（2）用伏安法測電阻時，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差．為了消除系統(tǒng)誤差，某研究性學習小組設計了如圖2所示的測量電路．
①請完成下列操作過程：
第一步：先將R2的滑動頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關S2合向a，然后閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（不超過量程），讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1．
第二步：保持兩滑動變阻器的滑動觸頭位置不變，
將單刀雙擲開關S2合向b，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2．
將單刀雙擲開關S2合向b，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2．
．
②根據(jù)以上記錄數(shù)據(jù)寫出被測電阻Rx的表達式Rx=
U1
I1
-
U2
I2
U1
I1
-
U2
I2
．
③根據(jù)實驗原理圖3連接好實物圖．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）某實驗小組擬用如題22圖1所示裝置研究滑塊的運動．實驗器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板，以及由漏斗和細線組成的單擺等．實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時單擺垂直于紙帶運動方向擺動，漏斗漏出的有色液體在紙帶帶下留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置．
①在圖2中，從
 
紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致．
②用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有：
 
、
 
（寫出2個即可）．
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（2）某研究性學習小組設計了題22圖3所示的電路，用來研究稀鹽水溶液的電阻率與濃度的關系．圖中E為直流電源，K為開關，K1為單刀雙擲開關，V為電壓表，A為多量程電流表，R為滑動變阻器，Rx為待測稀鹽水溶液液柱．
①實驗時，閉合K之前將R的滑片P置于
 
（填“C”或“D”）端；當用電流表外接法測量Rx的阻值時，K1應置于位置
 
（填“1”或“2”）．
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②在一定條件下，用電流表內(nèi)、外接法得到Rx的電阻率隨濃度變化的兩條曲線如題22圖4所示（不計由于通電導致的化學變化）．實驗中Rx的通電面積為20cm2，長度為20cm，用內(nèi)接法測量Rx的阻值是3500Ω，則其電阻率為
 
Ω?m，由圖中對應曲線
 
，（填“1”或“2”）可得此時溶液濃度約為
 
%（結果保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

為了探究水流射程與排水孔高度的關系，某研究性學習小組設計了如圖所示的實驗裝置．取一只較高的塑料瓶，在側壁的母線上鉆一排小孔，保持小孔的間距相等，在每個小孔中緊插一段圓珠筆芯的塑料管，作為排水管．再剪若干小段軟塑料管，將其一頭加熱軟化封閉起來，作為排水管的套帽．任意打開其中某一小孔，讓水流出，測得此時該水流的射程s和其對應排水孔到底面的高度為h，每次實驗保持液面的高度均為H．利用描點法就可畫出s-h的圖象．
（1）請你根據(jù)理論分析寫出s與h的關系式
 
（已知排水孔噴出水流的速度v與排水孔到地面的高度h的關系為v2=g（H-h） ）．
（2）在圖乙中定性畫出s-h圖象．
（3）水孔高度h為多少時水流射程最大？
 
（以圖中字母表示）．
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