物理选修31库仑定律习题课

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(1)F的大小?
(2)C球所带电量为多少?带何种电荷?
A B CF
+-+
6q -3q QC
例8、光滑水平面有A、B两个带电小球, A的质量是B的质量的2倍,将两球由静 止释放,初始A的加速度为a,经过一段 时间后,B的加速度也为a,速度大小
为v,此时,A的加速度为 a/2 .
❖ 如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝
金属小球C,与A、ห้องสมุดไป่ตู้相互接触后再放回
原来的位置上,则它们间的库仑力可能为
原来的( B )
A. 1/8
B. 3/8
C. 1/1
D. 无法确定
变式:两个相同的金属小球A、B,带等量 异种电荷,相距为r,现引入第三个相同的 金属小球C,与A、B相互接触后再放回 原来的位置上,则它们间的库仑力可能为 原来的( A )
复习: 1、两种电荷:正电荷 负电荷 2、使物体带电的方法: (1)摩擦起电: 近异远同 (2)静电感应: (3)接触起电:
电中和 3、电荷量的表示:元电荷:用“e”表示。
e=1.60X10-19C 任何电荷的电量都是元电荷的整数倍 4、电荷守恒定律:
库仑定律
❖ 1、库仑定律的内容:
❖ 2、公式表示: ❖ 3、应用范围:
❖ (2009·南宁高二检测)如图所示,竖直绝缘 墙壁上的Q处有一个固定的质点A.在Q的上 方P点用丝线悬挂着另一个质点B.A、B两质 点因带同种电荷而相斥,致使悬线与竖直 方向成θ角,由于漏电使A、B两质点的带电 量逐渐减少,在电荷漏完之前悬线对P点的 拉力大小将 ( )
❖ A.保持不变 B.先变小后变大
A. 可能变大 B. 可能变小
C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
Q1
Q2
变式:两个带电荷的相同金属小球(两球 距离远大于小球的直径)所带电量分 别为Q1,Q2,现让它们接触后再放回 原处,那么它们的相互作用与原来相 比( D )
A. 可能变大 B. 可能变小
C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
❖ 的合力大小等于A小球的重力,满足关系:

可得F电=mAgtanθ①,
❖ 又由AB之间静电力: ❖ 若绳长为L,则A、B球间的距离r=Lsinθ③ ❖ 由①②③式联立求解可得:
❖ 可见q与tanθ·sin2θ成正比.代入数据得:
❖ 答案:C
❖ 点评:本题重点考查库仑力参与的力的平衡 问题,处理本题时用三角形法则建立直角三 角形,直接写出F=Gtanθ比用正交分解法省 时.若考生审题时,把图中h做不变量,表示 为r=htanθ,会错选D,所以D项为“陷阱” 项.
(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?
A
B
+
-
+
9Q
QC
4Q
三、含库仑力的动力学问题
运用牛顿第二定律结合运动学公式求解
例7、 如图,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
❖ C.逐渐减小 D.逐渐增大
❖ 答案:A
❖ 解析:以B为研究对象,受力分析如图所示, 由相似三角形对应边成比例知:
mg/PQ=FT/PB,所以
故FT保持不变.
如图所示,光滑平面上固定金属小球A,用长
L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接, 让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1, 若两球电荷量各漏掉一半,弹簧伸长量变
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
离竖直方向的角度为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
()
❖ 解析:对A球受力分析如图所示,
❖ 由于绳子的拉力和点电荷的斥力
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
例5、 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
(1)如果A和B固定,应如何放置第三个点电荷C, 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?
A. 1/8
B. 3/8
C. 1/1
D. 无法确定
变式:两个相同的金属小球,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( C D )
A. 4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
例2:两个带同种电荷的相同金属小球(两 球距离远大于小球的直径)所带电量 分别为Q1,Q2,现让它们接触后再放 回原处,那么它们的相互作用与原来 相比( AC )
Q1
Q2
例3、有两个完全相同的带电小球A和 B。分别带电10Q和-Q, 球心间距 为R,将它们用绝缘支柱固定起来, 现用第三个一样的不带电的金属球C 反复不断地和A、B轮流接触,最后 移开C,A、B间的作用力变为原来的 多少倍?
9/10
2、不完全相同的金属物体接触后电荷 分配规律:
不一定均分,分配的比例与两个 导体的大小及形状有关,如果两个导 体的大小形状确定,则分配比例一定
F
k
q1q2 r2
❖ (1)点电荷: 理想化模型
❖ (2)真空
❖ 4、注意点:
(1)符合牛顿第三定律
(2)库仑力的运算与一般力相同
一、两导体接触后电荷分配规律:
1、完全相同的金属小球接触后电荷分配 同种电荷:先相加再平分 异种电荷:先中和再平分
例1:两个相同的金属小球A、B,带等量 同种电荷,相距为r,现引入第三个相同的
为x2,则有
()
解答:以B球为研究对象,因B球先后平衡, 于是有弹簧弹力等于库仑力,则
❖ 漏电前,有:
❖ 漏电后,有:
❖ 联立解得:
❖ 由于L0+x2<L0+x1 则 <4 故选C.
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