2020届一轮复习人教版 库仑力作用下的平衡 课件(36张)

(2)在(1)中的情形下，C的电荷量和电性对C的平衡有影响吗？
答案 见解析 解析 距离 A 为L3处，不论 C 为正电荷还是负电荷， A、B对其作用力的合力均为零，故C的电荷量大小和电性对其平衡无影响.
(3)若A、B不固定，在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都 处于平衡状态？
答案 见解析
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(3)小球A所带电荷量大小是多少？
答案 5×10－9 C 解析 小球 A、B 之间的库仑力大小 F＝k|qAr|2·qB， 所以|qA|＝kFqrB2＝29×.01×0－130×9×34××1100－－282 C＝5×10－9 C.
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√C.2 3
D.3 3 图5
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3.(库仑力作用下的平衡)如图6所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，
欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应
A.带负电，放在A点
B.带正电，放在B点
√C.带负电，放在C点
D.带正电，放在C点
图6
解析 小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在 斜面上.小球b带负电、放在C点或小球b带正电、放在A点可使小球a所受合力为 零，故选C.
A.支架对地面的压力大小为2.0 N
√B.两线上的拉力大小F1＝F2＝1.9 N
√C.将B水平右移，使M、A、B在同一直线上，此时两线上的拉
力大小F1＝1.225 N，F2＝1.0 N
图6
D.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小F1＝F2＝0.866 N
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二、非选择题 8.如图7所示，把质量为0.2 g的带电小球A用绝缘丝线吊起，若将带电荷量为 ＋4×10－8 C的小球B靠近它，两小球在同一高度且相距3 cm时 ，小球A平衡，
学科素养与目标要求
物理观念：
进一步掌握库仑力的计算公式及库仑力的方向判定.
科学思维：
1.会进行库仑力作用下带电体的受力分析. 2.会运用合成法、分解法处理共点力作用下的平衡.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
重点探究 达标检测 微型专题练
启迪思维 探究重点 检测评价 达标过关 克难解疑 精准高效
重点探究
故B正确，A、C、D错误.
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2.一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小 球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在图中，小球M能处于静 止状态的是
√
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3.(多选)如图2所示，质量分别为m1、m2，电荷量分别为q1、q2的两小球，分别 用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β(α＞β)，两小球
A.－q，在 A 左侧距 A 为 L 处
√C.＋4q，在 B 右侧距 B 为 L 处
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图4 B.－2q，在 A 左侧距 A 为L2处 D.＋2q，在 B 右侧距 B 为32L处
6.如图5所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带有
电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.其中O点与小球A的间距为l，
例3 如图3所示，带电荷量分别为＋q和＋4q的两点电荷A、B，相距L，问：
图3 (1)若A、B固定，在何处放置点电荷C，才能使C处于平衡状态？ 答案 见解析 解析 由平衡条件，对C进行受力分析，C应在AB的连线上且在A、B之间， 设 C 与 A 相距 r，则k·qr·2qC＝kL·4－q·rqC2，解得：r＝L3
水平板的M、N两点，A上带有Q＝3.0×10－6 C的正电荷.两线夹角为120°，两线上的
拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B，B与绝 缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度g取10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，A、
B球可视为点电荷)，则
例1 (多选)两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分 别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图1 所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是
A.若m1＞m2，则θ1＞θ2
√B.若m1＝m2，则θ1＝θ2 √C.若m1＜m2，则θ1＞θ2
O点与小球B的间距为 3l.当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°.带电小球
A、B均可视为点电荷.静电力常量为k，则
A.A、B 间库仑力大小 F＝k2ql22
√B.A、B 间库仑力大小 F＝
3mg 3
C.细线拉力大小 FT＝k3ql22
D.细线拉力大小 FT＝ 3mg
图5
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7.(多选)如图6所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂在
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4.(多选)如图3所示，可视为点电荷的小球A、B分别带负电和正电，B球固定，
其正下方的A球静止在绝缘斜面上，则A球受力个数为
√A.可能受到2个力作用
B.可能受到3个力作用
√C.可能受到4个力作用
D.可能受到5个力作用
图3
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5.相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图4所示，今引入第三 个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是
一、非共线力作用下带电体的平衡
1.库仑力具有力的一切性质，可以与其他力合成、分解，两点电荷间的库仑
力是一对作用力和反作用力，遵从牛顿第三定律.
2.共点力的平衡条件：物体所受外力的合力为零，即F合＝0或
Fx＝0 . Fy＝0
3.处理平衡问题常用的数学知识和方法有直角三角形、相似三角形和正交分
解法.
4.选取研究对象时，要注意整体法和隔离法的灵活运用.
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源自文库
微型专题练
一、选择题 1.(2018·清华附中高二期中)如图1所示，两个电荷量均为＋q的小球用长为l的 轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上.两个小球的半径r≪l，k表示 静电力常量，则轻绳的张力大小为
A.0 解析
图1
√kq2 B. l2
2kq2 C. l2
kq D. l2
根据小球静止可以知道，绳子拉力大小等于库仑力，因此有：F＝kql22，
恰在同一水平线上，那么
√A.两球一定带异种电荷
B.q1一定大于q2
√C.m1一定小于m2
D.m1所受的库仑力一定大于m2所受的库仑力
图2
解析 由于两带电小球相互吸引，所以一定带异种电荷，选项A正确. 设轻丝线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得两球之间的库仑力F＝
mgtan θ，α>β，因此m1g＜m2g，即m1＜m2，选项C正确.
[学科素养] 通过三个例题，使学生练习了库仑力作用下的受力分析，并能熟 练运用“合成法”“分解法”解决各种库仑力作用下的平衡问题，锻炼了学生 对所学知识的归纳与迁移应用能力，较好地体现了“科学思维”的学科素养.
达标检测
1.(库仑力作用下的平衡)(多选)A、B两带电小球，质量分别为mA、mB，用绝缘 不可伸长的细线如图4悬挂，静止时A、B两球处于相同高度.若B对A及A对B的
库仑力分别为FA、FB，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是
A.FA<FB
B.细线AC对A的拉力FTA＝
mAg 2
√C.细线OC的拉力FTC＝(mA＋mB)g
√D.同时烧断AC、BC细线后，A、B在竖直方向的加速度相同
图4
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2.(库仑力作用下的平衡)如图5所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下 端有一个带电荷量不变的小球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的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30° 和45°. 则qq12为 A.2 B.3
图2 答案 1.0×10－6 C
二、同一直线上带电体的平衡
1.同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均 为 零 ， 根 据 平 衡 条 件 可 得 ， 电 荷 间 的 关 系 为 ： “ 两 同 夹 异 ”“ 两 大 夹 小”“近小远大”. 2.对于三个自由电荷的平衡问题，只需对其中两个电荷列平衡方程，不必再 对第三个电荷列平衡方程.
丝线与竖直方向夹角为45°.g取10 m/s2，静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，小球A、B
可视为点电荷，则： (1)此时小球B受到的库仑力的大小为多少？ 答案 2×10－3 N
图7
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(2)小球A带何种电荷？
答案 负电荷 解析 小球A与小球B相互吸引，小球B带正电，故小球A带负电.
D.若q1＝q2，则θ1＝θ2
图1
例2 如图2所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的 10 cm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30 3 g，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2，小球A、B视为点电 荷，k＝9.0×109 N·m2/C2)