库仑定律的应用1

1编写人:孙军班级姓名小组月日课题1.2库仑定律的应用学习目标会用库仑定律进行有关的计算．重点1、库仑力与力学中的平衡问题2、库仑力的叠加及其应用难点1、库仑力与力学中的平衡问题2、库仑力的叠加及其应用预习案（课前）预习自测【复习旧知】1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律表达式：,其中叫做静电力常量3．适用条件：4．点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成带电的点，叫做点电荷．温馨提示:点电荷是理想化模型，只有在忽略了带电体的形状、大小对研究的问题没有影响时，即可视为点电荷．点电荷的电量等于带电体的电量探究案（课堂）探究点一、库仑力与力学中的平衡问题【例1】如图所示，真空中有三个同种点电荷Q1、Q2和Q3，它们固定在一条直线上，电荷量均为Q=4.0×10－12C，求Q2所受的静电力的大小和方向。【巩固练习】如图2所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点，它们的电荷量分别为QA=16×10－12C，QB=4.0×10－12C，现引入第三个点电荷C，（1）若要使C处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？（2）若点电荷A、B不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？图22不在一条直线的平衡【例2】如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45，此时小球B受到库仑力F=_____。小球A带的电量qA=_______。【巩固练习】如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，θ=30°，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少?探究点二、库仑力的叠加【例3】如图1-2-4所示，等边三角形ABC，边长为L，在顶点A、B处有等量异种点电荷QA、QB.QA＝＋Q，QB＝－Q，求在顶点C处的点电荷＋QC所受的静电力．【巩固练习】如图7所示，边长为L=30cm的等边三角形ABC三个顶点分别固定了一个电量为Q=+1×10-6C的正电荷，试求顶点C处的电荷受到的库仑力大小及方向图33探究点三、库仑力作用下的非平衡问题【例3】光滑绝缘水平面上的带电小球A、B的质量分别为m1=2g，m2=1g，它们的电荷量相等，q1=q2=10-7C，A球、B球均带正电。现在水平力F向右作用于A球，这时A、B一起向右运动，且保持距离d=0.1m不变，如图所示。试问F多大？它们如何运动？【巩固练习】如右图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上，A与B之间和B与C之间距离均为L，A球带电荷量为QA＝8q，B球带电荷量为QB＝q，若在小球C上加一水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相对静止，求：(1)外力F的大小；(2)C球所带电荷量QCAB4巩固训练如图6所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L，（L比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求（1）F的大小？（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？2、相距为L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和-Q，要引入第三个电荷C使三个点电荷都能处于平衡状态。求：C的电荷量和放置的位置。两个重力均为mg的带电球A和B，用绝缘细线1和2悬挂，如右图，已知AB间库仑力大小恰好为mg，当两球带异种电荷时，细线1和2的张力T1和T2分别为（）（整体法与隔离法的运用）A．2mg，0B．2mg，mgC．mg，2mgD．0，2mg10、如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量均为m，相距均为L，若三球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力F作用于C球，使三者一起向右匀速运动。求：（1）F的大小；（2）C球的电性和电量。有两个带电轻质小球，电荷量分别为＋Q和＋9Q，在真空中相距0.4m。如果引进第3个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态。求第3个小球带电性质如何？应放在什么位置？电荷量是Q的多少倍？两个质量都是m的小球，都用细线拴在同一点，两细线长度相等，两球都带上正电荷，但甲球电量比乙球多，平衡时两细线分别与竖直方向夹角为θ1和θ2，则二者相比，θ1_____θ2。5510.如图所示，三个点电荷固定qqq123、、在一直线上，qq23与的距离为qq12和距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比qqq123：：为（）A.－9：4：－36B.9：4：36C.－3：2：－6D.3：2：64、两个带正电的小球固定放置在光滑的水平面上，如果同时释放两个秋，它们的加速度之比将A、保持不变B、随时间增加C、随时间减小D、先增加后减小5、有A、B两个固定的带电小球，电荷分别为+Q和+9Q，相距0.4m，如果引入第三个小球C，正好使第三个小球C处于平衡状态，则对C小球的电性和位置及电量有何要求？6、相距为L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和-Q，要引入第三个电荷C使三个点电荷都能处于平衡状态。求：C的电荷量和放置的位置。达标检测在边长为a的正方形的每一个顶点都设置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们位置不变，每个电荷受到其他3个电荷的静电力的合力是多大?8.如图，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B球到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中B的电量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则q2/q1为A.2B.3C.23D.33例3真空中相距3m的光滑绝缘水平面上分别放置两个电荷量为—Q、+4Q的点电荷A、B然后再在某一位置放置点电荷C。这时三个点电荷都处于平衡状态求C的电荷量以及相对A的位置例4如右图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q.现对C施加一个水平力F的同时放开三个小球．三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：(三个小球均可视为点电荷)OAB绝缘手柄θ6(1)C球的电性和电荷量大小．(2)水平力F的大小．5如右图所示，大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β，且α＜β，两小球在同一水平线上，由此可知()A．B球受到的库仑力较大，电荷量较大B．B球的质量较大C．B球受到的拉力较大D．两球接触后，再处于静止的平衡状态时，悬线的偏角α′、β′仍满足α′＜β′7如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()A．l＋5kq22k0l2B．l－kq2k0l2C．l－5kq24k0l2D．l－5kq22k0l28如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。（1）如q2为正电荷，则q1为电荷，q3为电荷。（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是：：。13如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖起放置的10cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为303g，则B带电量是多少？(取g＝10m/s2)如图1－2－5所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则()A．若m1＝m2，q1＜q2，则α＜βB．若m1＝m2，q1＜q2，则α＞βC．若q1＝q2，m1＞m2，则α＞βD．若m1＞m2，则α＜β，与q1、q2是否相等无关