库仑定律习题课(分类讲解)PPT课件
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库仑定律习题课
.
1
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： （２）静电感应： 近异远同 （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：
.
2
库仑定律
• １、库仑定律的内容：
A
a
CF
B
.
18
[典型例题 ]
“水流星”模型
例3一摆长为L的单摆， 摆球质量为m，带有负 电荷，电量为q，如果 悬点A处放一正电荷， 电量也为q，要使摆能 在竖直平面内作完整的 圆周运动，如图所示， 则摆在最低点的速度最 小值为多少？
-
F电 G
A+
-V
最高点临界条件: T=0
选用物理规律: 向心力. 公式+E守恒
规范 板演19
库仑定律与力学规律的综合应用
2、如图，一长为L的绝缘细线下端系一质量为m的金 属小球，并带-q的电荷量，在细线的悬点O处放一 电荷量为+q的点电荷。要使金属球能在竖直平面内 做完整的圆周运动，求：它在最低点的最小速度， 若金属球在最低点刚好达到这个速度值，则在整个 圆周运动中，细线的最大拉力是多少？
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
.
15
[典型例题]
2
例2 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（1）F的大小？（2）C球所带电
450 B
A
.
10
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？
（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？
•
.
22
• 如图所示，墙壁上的Q处有一固定的质点A， 在Q上方P点用绝缘丝线悬挂另一质量的小 球B，A、B带同种电荷后而使悬线与竖直 方向成β角.由于漏电使带电荷量逐渐减少， 在电荷漏完之前悬线对P点的拉力大小(
F
F=18Kq2/L2
对整体:
F3ma
对A:
K
Q BQ A L2
K
QCQ A (2 L)2
ma
对B:
K
QBQC L2
K
Q BQ A (L)2
ma
对C:
.
17
库仑定律与力学规律的综合应用
1、如图，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C 三个带电小球，它们的质量均为m，间距均 为r，A、B带正电，电荷量均为q，现对C施 加一水平力F的同时，放开三个小球，欲使三 小球在运动过程中保持间距r不变，求：C球 的电性、电荷量和水平力F的大小。
作业⑴：将本题中B的电荷量改为－4Q，
其余不变
.
12
α1 α2
m1
m2
➢两电荷相互作用力F1 =F2
与其电荷相等与否无关!
T1
F1
α1
m1g
T2
F2 m2g α2
.
α1 α2
m1
m2来自百度文库
13
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
.
14
例7、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
来的（ C D ）
A. 4/7
B. 3/7
B.C. 9/7
D. 16/7
.
5
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 ）
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
• ２、公式表示： • ３、应用范围：
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
.
3
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
.
4
例1：两个相同的金属小球，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
A
B
+
-
+
9Q
QC
4Q
.
11
结论：①当A、B已固定，只要求C球受力平衡， 则C球的位置是唯一确定的，对其电量、 电性无要求
②当A、B未固定，要求三球均平衡， 则对C球的位置、电量、电性都有要求
同种电荷放中间，异种电荷在两边； 远离大球近小球，平衡位置连成线； 三个小球都平衡，电量正负有条件； 第三小球能平衡，电量正负任意选。
Q1
. Q2
6
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
.
7
点电荷、带电体的静电平衡
在真空中某处同时存在几个点电荷、带电 体，由于相互间库仑力的作用而保持平衡状态 的现象。
量为多少？带何种电荷？ 它们能都处于静止
A B C F 状态?
+-+
为什么? 6q -3q QC
FAB
FCB 关键词语是什么?
它们什么相同?
要确定C带什么电?先. 研究谁?
16
A BC
+-+
6q -3q QC
对整体3m
F
a
对A FCA FBA
a
对B FAB
FCB
a
对C FBC FACF
a
QC=+8q
处理方法：
①库仑定律 ②受力分析
.
8
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
.
9
电荷平衡问题
1. 如图，把质量为2.0g的带电小球A用绝缘细线
悬挂，若将电荷量为Q =4.0×10-6C的带电小
球B靠近A，当两个带电小球等高相距30cm时， 绳与竖直方向成450角。求：B球受到的库仑 力和A球的带电量为多少？ g=10m/s2
O +q
m -q
.
20
师生小 结
❖库仑定律内容与适用条件: 真空中两点电荷作用力规律
处理问题方法同力学
仅多了一个库仑力而已！
.
21
• 如图8－2，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，若两球电量各漏掉一半，弹簧伸 长量变为x2，则有：（ ）
.
1
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： （２）静电感应： 近异远同 （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：
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库仑定律
• １、库仑定律的内容：
A
a
CF
B
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[典型例题 ]
“水流星”模型
例3一摆长为L的单摆， 摆球质量为m，带有负 电荷，电量为q，如果 悬点A处放一正电荷， 电量也为q，要使摆能 在竖直平面内作完整的 圆周运动，如图所示， 则摆在最低点的速度最 小值为多少？
-
F电 G
A+
-V
最高点临界条件: T=0
选用物理规律: 向心力. 公式+E守恒
规范 板演19
库仑定律与力学规律的综合应用
2、如图，一长为L的绝缘细线下端系一质量为m的金 属小球，并带-q的电荷量，在细线的悬点O处放一 电荷量为+q的点电荷。要使金属球能在竖直平面内 做完整的圆周运动，求：它在最低点的最小速度， 若金属球在最低点刚好达到这个速度值，则在整个 圆周运动中，细线的最大拉力是多少？
为v，此时，A的加速度为 a/2 .
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[典型例题]
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例2 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（1）F的大小？（2）C球所带电
450 B
A
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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？
（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？
•
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22
• 如图所示，墙壁上的Q处有一固定的质点A， 在Q上方P点用绝缘丝线悬挂另一质量的小 球B，A、B带同种电荷后而使悬线与竖直 方向成β角.由于漏电使带电荷量逐渐减少， 在电荷漏完之前悬线对P点的拉力大小(
F
F=18Kq2/L2
对整体:
F3ma
对A:
K
Q BQ A L2
K
QCQ A (2 L)2
ma
对B:
K
QBQC L2
K
Q BQ A (L)2
ma
对C:
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库仑定律与力学规律的综合应用
1、如图，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C 三个带电小球，它们的质量均为m，间距均 为r，A、B带正电，电荷量均为q，现对C施 加一水平力F的同时，放开三个小球，欲使三 小球在运动过程中保持间距r不变，求：C球 的电性、电荷量和水平力F的大小。
作业⑴：将本题中B的电荷量改为－4Q，
其余不变
.
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α1 α2
m1
m2
➢两电荷相互作用力F1 =F2
与其电荷相等与否无关!
T1
F1
α1
m1g
T2
F2 m2g α2
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α1 α2
m1
m2来自百度文库
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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
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例7、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
来的（ C D ）
A. 4/7
B. 3/7
B.C. 9/7
D. 16/7
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5
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 ）
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
• ２、公式表示： • ３、应用范围：
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
.
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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
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4
例1：两个相同的金属小球，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
A
B
+
-
+
9Q
QC
4Q
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11
结论：①当A、B已固定，只要求C球受力平衡， 则C球的位置是唯一确定的，对其电量、 电性无要求
②当A、B未固定，要求三球均平衡， 则对C球的位置、电量、电性都有要求
同种电荷放中间，异种电荷在两边； 远离大球近小球，平衡位置连成线； 三个小球都平衡，电量正负有条件； 第三小球能平衡，电量正负任意选。
Q1
. Q2
6
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
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7
点电荷、带电体的静电平衡
在真空中某处同时存在几个点电荷、带电 体，由于相互间库仑力的作用而保持平衡状态 的现象。
量为多少？带何种电荷？ 它们能都处于静止
A B C F 状态?
+-+
为什么? 6q -3q QC
FAB
FCB 关键词语是什么?
它们什么相同?
要确定C带什么电?先. 研究谁?
16
A BC
+-+
6q -3q QC
对整体3m
F
a
对A FCA FBA
a
对B FAB
FCB
a
对C FBC FACF
a
QC=+8q
处理方法：
①库仑定律 ②受力分析
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8
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
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电荷平衡问题
1. 如图，把质量为2.0g的带电小球A用绝缘细线
悬挂，若将电荷量为Q =4.0×10-6C的带电小
球B靠近A，当两个带电小球等高相距30cm时， 绳与竖直方向成450角。求：B球受到的库仑 力和A球的带电量为多少？ g=10m/s2
O +q
m -q
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20
师生小 结
❖库仑定律内容与适用条件: 真空中两点电荷作用力规律
处理问题方法同力学
仅多了一个库仑力而已！
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21
• 如图8－2，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，若两球电量各漏掉一半，弹簧伸 长量变为x2，则有：（ ）