Question

【題目】某同學為了探究影響電荷間相互作用力的因素，進行了以下的實驗:

（1）如圖所示，M是一個放在絕緣支柱上帶正電的物體，把系在絲線上的帶正電的輕質(zhì)小球先后掛在P1、P2、P3位置,發(fā)現(xiàn)絲線偏離豎直方向的角度逐漸變小．這個實驗結(jié)果說明電荷之間的作用力 。

（2）若實驗測得放在絕緣支柱上的帶電體的質(zhì)量為M、帶電量為Q，帶點輕質(zhì)小球質(zhì)量為m、帶電荷量為q，處在P1位置時絲線與豎直方向的偏角為a，輕質(zhì)小球與帶電體M的球心在同一水平線上，則輕質(zhì)小球所受庫侖力的大小為 。帶電體M所受庫侖力的大小為 。

Answer 1

【答案】（1）隨著距離的增大而減小；（2）mgtana；mgtana

【解析】

試題分析：（1）在研究電荷之間作用力大小的決定因素時，采用控制變量的方法進行，如本實驗，根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小，由于沒有改變電性和電量，不能研究電荷之間作用力和電性、電量關(guān)系，這個實驗結(jié)果說明電荷之間的作用力隨著距離的增大而減小．

（2）帶點輕質(zhì)小球處于靜止狀態(tài)，受力平衡，受到重力和電場力以及繩子的拉力，根據(jù)平衡條件得：

；解得：F=mgtana，帶電體M所受庫侖力的大小與m受到的庫侖力大小相等，則帶電體M所受庫侖力的大小F′=F=mgtana。