2019复件库仑定律的应用2.doc

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

会用库仑定律进行有关的计算．

目标

1、库仑力与力学中的平衡问题

重点

2、库仑力的叠加及其应用

1、库仑力与力学中的平衡问题

难点

2、库仑力的叠加及其应用

预习案（课前）

【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，与它们的预成反比，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

习 3．适用条件：

4．点电荷 :

自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．

测温馨提示: 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】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。

【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Q A=16 ×10－12C， Q B=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 2

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 q A=_______ 。

图 3

【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

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=10-7 C， 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？

A B

【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Q A＝8q， B 球带电荷量为Q B＝ 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Q C

巩固训1．关于点电荷，以下说法正确的是() ．A．足够小的电荷，就是点电荷

B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷

C．在实际中点电荷并不存在

D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的

练影响能否忽略不计

2．对于库仑定律，下面说法正确的是() ．

Q1Q2

A．凡计算真空中两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F＝k r2

B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律

C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等

D．当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电作用力大小，只取决于

它们各自所带的电荷量

3．如图 1-2-7 所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同

时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是() ．A．速度变大，加速度变大

B．速度变小，加速度变小

C．速度变大，加速度变小

D．速度变小，加速度变大

4．真空中A、B两个点电荷相距为L，质量分别为m和 2m，它们由静止开始运动 ( 不计重力 ) ，开始时A的加速度大小是 a，经过一段时间， B 的加速度大小也是 a，那么此时 A， B两点电荷的距离是

（）

2

A. 2 L

B. 2L

C．2 2L D．L

5．如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A 所受 B、 C两个电荷的静电力的合力如图中F A所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为( )

A．一定是正电

B．一定是负电

C．可能是正电，也可能是负电

D．无法判断

6．如图所示，有两个完全相同的带电金属球A、B，B固定在绝缘地板上，A在离B高H的正上方由静止释放，与 B 碰撞后回跳高度为 h，设整个过程只有重力、弹力和库仑力作用，且两球相碰时无能

巩固量损失，则 ( )

A．若A、B带等量同种电荷，h＞ H

B．若A、B带等量同种电荷，h＝ H

C．若A、B带等量异种电荷，h＞ H

D．若A、B带等量异种电荷，h＝ H

训 7．如图所示，两个点电荷，电荷量分别为q ＝4×10－ 9 C 和q＝－ 9×10－ 9C，两者固定于相距20 cm

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的 a、b 两点上有一个点电荷q 放在 a、 b 所在直线上，且静止不动，该点电荷所处的位置是何处( )练A．a的左侧 40 cm B． a、 b 的中点

C．b的右侧 40 cm D．无法确定

8.两个重力均为 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 T 1和 T2分别为多少？（整体法与隔离法的运用）

9.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。

10.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?