库仑定律(课堂教学)

“库仑定律”习题课
教学目标：
1.加深对库仑定律的理解.
2.掌握用库仑定律解决共点力平衡问题的分析方法.
教学重点：掌握用库仑定律解决共点力平衡问题的分析方法.
教学难点：应用库仑定律解决综合性问题. 教学方法：复习、讨论、总结.
教学过程
一、复习引入
1．库仑定律的内容和适用条件是什么？
2．共点力的平衡条件是什么？
总结：（1）.两带电体间的库仑力是一对大小相等，方向相反，在同一直线上的分别作用于两个带电体的作用力和反作用力.
（2）.共点力的平衡条件是：F 合=0，或 3.牛顿运动定律解题的基本方法？
二、典型题型。

（一）对库仑定律的理解。

1、对于库仑定律，下列说法正确的是（ ）
A .凡计算两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式221r Q Q K F
F x =0
F y
=0
B.两个带电小球相距非常近时，也能用库仑定律
C.相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相同，所受的库仑力大小一定相等
D.两个点电荷的电量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力减为原来的一半
2、如图1—2—2所示，三个完全相同的金属球a、
b、c位于等边三角形的三个顶点
上．a和c带正电，b带负电，a所
带电荷量的大小比b的小．已知c
受到a和b的静电力的合力可用图
中有向线段中的一条来表示，它应是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
3、有两个点电荷所带电荷量均为+Q，相距为L，它们之间的作用力为F。

把两个点电荷上带的电量分别转移给两个半径较大的金属球，两球心间的
距离仍为L，这时两球间的作用力为F'，则
A．F'=F B．F'>F C．F'<F D．无法确定两力的关系
例1、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。

现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为：A、F/2 B、F/4 C、F/8 D、3F/8
练习1、两个相同的金属例小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的
A. 4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
（二）平衡问题。

例1、A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷。

如果A和B固定，应将第三个点电荷C放置在何处，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？
变式1、若A带有9Q的正电荷，B带有4Q的负电荷，A和B固定。

第三个点电荷C又应放置在何处，才能使此电荷处于平衡状态？
变式2、如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求？（分析A、B、C三个电荷的电性，电量的大小，三者的距离，找出相应规律）。

练习1、真空中两个点电荷，电荷量分别为q 1＝8×109-C 和q 2＝﹣18×109-C ，两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所
示．有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点，恰好能静止，则这
点的位置是（ ）
A ．a 点左侧40cm 处
B ．a 点右侧8cm 处
C ．b 点右侧20cm 处
D ．以上都不对． 练习2、在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上，小球D 位于三角形的中
心，如图所示。

现让小球A 、B 、C
带等量的正电荷Q ，让小球D 带负电
荷q ，使四个小球均处于静止状态，
则Q 与q 的比值为（ ）
A.
B. C.3 D.
例2、如图，两个带异种电荷的小球A 、B ，A 用绝缘杆固定在B 的正上方，两球相距d 时恰好平衡，若将B 向上移动d/4仍要它平衡，可采用的方法是
A ． 仅使q A 减小到原来的3/4
B ．仅使q B 减小到原来的9/16
C ．使q A 和q B 均减小到原来的3/4
D ．使q A 和q B 均减小到原来的1/4
图1—2—
9
练习1、如图1—2—14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．固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ，B 球质量为m 、电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A 、B 两球间的距离．
练习2、如图所示，已知带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ，OA=OB ，都用长L 的丝线悬挂在O 点。

静止时A 、B 相距为d 。

为使平衡时AB 间距离减为d/2，可采用以下哪些方法
A ．将小球A 、
B 的质量都增加到原来的2倍
B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍
C ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半
D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍
（三）非平衡问题。

例1、如图，为光滑绝缘导轨，与水平成450角，
两个质量均为m ，两个等电量Q 同种电荷小球由静止沿导轨在同一水平高度处下滑（导轨足够长），则：（1）静止释放时两球的距离为L 0，此时小球的加速度为多少？
（2）两球间x 0=
？处两球速度达到最大值。

图1—2—14
例2、如图，在光滑水平面上有A ，B 两带电小球，A 质量m 1，带正电q 1，B 质量m 2，带负电量q 2，用一水平力拉A ，使AB 保持L 的距离一起向前运动，拉力F 为多大？
练习1、如图所示，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，AB 间和BC 间的距离均为L ．已知A 球带电量为Q A =8q ，B 球带电量为Q B =q ，若在C 球上施加一个水平向右的恒力F ，恰好能使A 、B 、C 三个小球保持相对静止，共同向右加速运动。

求：⑴拉力F 的大小．⑵C 球的带电量Q C ．
练习2、小球B 与小球A 是完全相同的金属球，带电小球B 从高H 处由静止开始向着固定不动的带有＋q 电荷的小球A 落下，如图所示，B 与A 发生碰撞的瞬间机械能不损失，则跳起的高度可能（不计阻力）
A ．大于H
B ．等于H
A B A
B C
F
C．小于H D．一定是H/2
例3如图所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q的电荷．另一个电荷量为+q 的点电荷固定在该球壳的球心O处．现在从球壳最左端M挖去一个半径为r（r<<R）的小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何？
M M O。