Question

【题目】随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电. 实验小组完成了以下操作：

①在球N不带电时读出传感器示数F0；

②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；

③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；

④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；

⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7.

(1)对于上述操作，下列判断正确的是__________.

A. 根据②的操作，可求出小球N在不同情况下所受的库仑力

B. 根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系

C. 根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系

D. 要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量

(2)小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为___________.

(3)实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是__________________________________.

Answer 1

【答案】BD； ； 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分

【解析】

（1）根据②的操作，只能求解小球N在位置1时所受的库仑力，选项A错误；根据①②③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离间的关系，选项B正确；因两球的电量的具体的值不确定，则根据②④⑤的操作，不可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系，选项C错误；要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量，选项D正确；

（2）在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1.

（3）实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分.