Question

某研究性学习小组设计了一个方案来测量物体的电荷量．如下图甲所示，将一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于天花板上的O点，O点竖直固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属薄板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)，两块金属薄板与量角器所在平面垂直．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电源E、电压表V、开关S、滑动变阻器R及导线若干．若在整个实验过程中不考虑微量的静电泄漏，小球始终不与金属薄板相碰，试根据如下实验操作回答：

(1)用天平测出小球的质量m，按图甲所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N两板之间的距离d，然后使小球带上一定的电荷量；

(2)小组成员预先设计了如下图乙、丙所示的控制电路，为了使M、N两板之间的电势差(即电压表的示数)能从0开始逐渐增大，应该选用图________控制电路(选填“乙”或“丙”)；

(3)正确选择控制电路与图甲中的接线柱A、B连接后，闭合开关S，缓慢调节滑动变阻器R滑片P，记录下多组电压表的示数U和相应的丝线偏离竖直方向的夹角；

(4)以U为纵坐标，以tan为横坐标，将上述多组实验数据描点后可得到一条过原点的直线，若该直线的斜率k，则被测小球的电荷量q＝________(用m、d、k、g表示)；

(5)在完成最后一组数据测量后，该小组成员采用特殊手段将接线柱A、B与控制电路脱开，在确保金属薄板M、N上已有电荷量不变的条件下：①若将M、N两板间距d缓慢适量增大，则悬挂小球的绝缘丝线偏离竖直方向的夹角将________(选填“增大”、“不变”或“减小”)；②若将绝缘丝线在悬点O处瞬间剪断，则小球将做什么形式的运动？答：________．

Answer 1

答案：