Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)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(guān)、滑動變阻器及導(dǎo)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(jìn)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(guān)已經(jīng)畫出)．

(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應(yīng)的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角度θ.

(4)以電壓U為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)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)

Answer 1

【答案】（2）

（4）tanθ為橫坐標(biāo)（5）

【解析】

試題(2)如圖12(a) (4)電小球的受力如圖（b），根據(jù)平衡條件有

，又有，

聯(lián)立解得，，所以應(yīng)以tanθ為橫坐標(biāo)．

(5) 由上可知，則小球的帶電量為