Question

【題目】隨著力傳感器的測量精度的提高，不用“扭秤”而進行實驗研究點電荷間的相互作用力（庫侖力）成為可能. 如圖所示是某科技實驗小組設計的研究庫侖力的裝置，在抽成真空的玻璃容器A內，M、N為完全相同的金屬小球（帶電后可視為點電荷），用絕緣支柱固定帶電小球M，用可調絲線懸掛原來不帶電的小球N，調控小球N的位置，通過等距離的背景刻度線0、1、2、3、4可準確確定小球M、N間的距離，相鄰刻度線間距離均為d，通過固定在容器頂部并與絲線上端相連的高靈敏度拉力傳感器B可以顯示絲線上的拉力，控制放電桿可以讓帶電小球完全放電. 實驗小組完成了以下操作：

①在球N不帶電時讀出傳感器示數F0；

②讓球N與球M接觸后，調整球N到位置1，讀出并記錄傳感器示數F1；

③繼續(xù)調整球N分別到位置2、3、4，依次讀出并記錄傳感器示數F2、F3、F4；

④用放電桿使球N完全放電，再讓球N與球M接觸后，放回到位置1，讀出并記錄傳感器示數F5；

⑤重復④的操作，依次讀出并記錄傳感器示數F6、F7.

(1)對于上述操作，下列判斷正確的是__________.

A. 根據②的操作，可求出小球N在不同情況下所受的庫侖力

B. 根據①②③的操作，可研究庫侖力跟點電荷距離間的關系

C. 根據②④⑤的操作，可研究庫侖力跟小球帶電荷量間的關系

D. 要測定靜電力常量k，還須準確測出小球M的帶電荷量

(2)小球N第一次與小球M接觸后調整球N到位置1，此時小球M、N間的庫侖力大小為___________.

(3)實驗中使用兩個完全相同的金屬小球，其作用是__________________________________.

Answer 1

【答案】BD； ； 使小球N與帶電小球M接觸時將M所帶的電荷量平分

【解析】

（1）根據②的操作，只能求解小球N在位置1時所受的庫侖力，選項A錯誤；根據①②③的操作，通過傳感器的讀數可知兩球之間的庫侖力，因各個位置的距離已知，則可研究庫侖力跟點電荷距離間的關系，選項B正確；因兩球的電量的具體的值不確定，則根據②④⑤的操作，不可研究庫侖力跟小球帶電荷量間的關系，選項C錯誤；要測定靜電力常量k，還須準確測出小球M的帶電荷量，選項D正確；

（2）在球N不帶電時讀出傳感器示數F0；小球N第一次與小球M接觸后調整球N到位置1，此時傳感器示數F1，則小球M、N間的庫侖力大小為F0-F1.

（3）實驗中使用兩個完全相同的金屬小球，其作用是使小球N與帶電小球M接觸時將M所帶的電荷量平分.