Question

【題目】某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素．A是一個(gè)帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來．他們分別進(jìn)行了以下操作．

步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1、P2、P3等位置，比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大�。�

步驟二：使小球處于同一位置，增大或減小小球所帶的電荷量，比較小球所受的靜電力的大小．

(1)該實(shí)驗(yàn)采用的方法是_____．（填正確選項(xiàng)前的字母）

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．控制變量法 C．等效替代法

(2)實(shí)驗(yàn)表明，電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而_____．（填“增大”、“減小”或“不變”）

(3)若物體A的電荷量用Q表示，小球的電荷量用q表示、質(zhì)量用m表示，物體與小球間的距離用d表示，靜電力常量為k，重力加速度為g，可認(rèn)為物體A與小球在同一水平線上，則小球偏離豎直方向的角度的正切值為_____．

Answer 1

【答案】B減小

【解析】

解答本題要了解庫侖力的推導(dǎo)過程，由于決定電荷之間作用力大小的因素很多，因此需要采用控制變量的方法進(jìn)行研究；現(xiàn)在都知道庫侖力的決定因素，但是該實(shí)驗(yàn)只是研究了庫侖力和距離之間的關(guān)系；根據(jù)共點(diǎn)力平衡，結(jié)合庫侖定律即可求出。

解：（1）此實(shí)驗(yàn)中比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小，再使小球處于同一位置，增大或減小小球所帶的電荷量，比較小球所受的靜電力的大小，所以是采用了控制變量的方法，故選B；

（2）在研究電荷之間作用力大小的決定因素時(shí)，采用控制變量的方法進(jìn)行，如本實(shí)驗(yàn)，根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力逐漸減小，當(dāng)Q、q一定，d不同時(shí)，由圖可知，距離越大，作用力越小；

（3）小球受到重力、繩子的拉力以及庫侖力的作用，其中A與小球之間的庫侖力：， 所以小球偏離豎直方向的角度的正切值：