静电场-库仑定律

静电场-库仑定律

要点一 电荷与电荷守恒定律 即学即用

1.已知+π介子、-π介子都是由一个夸克(夸克u 或夸克d )和一个反夸克(反夸克u 或反夸克

d )组成的,它们的电荷量如下表所示,表中

e 为元电荷.

下

列

说

法

正确的是

( )

A.+π由u 和d 组成

B.+π由d 和u 组成

C.-π由u 和d 组成

D.-π由d 和u 组成 答案 AD 即学即用

2.如图所示,q 1、q 2、q 3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q 1与q 2之间的距离为l 1,q 2与q 3之间的距离为l 2,且每个电荷都处于平衡状态. (1)如果q 2为正电荷,则q 1为 电荷,q 3为电荷 .

(2)q 1、q 2、q 3三者电荷量大小之比是 ∶ ∶ . 答案 (1)负 负 (2)22

21)(l l l + 1 2121)(l l l +

题型1 电荷守恒定律的应用

【例1】两个半径相同的金属小球,电荷量之比为1∶7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的

位置上,则相互作用力可能为原来的

( )

A.7

4 B.7

3 C.7

9 D.7

16

答案 CD

题型2 带电体的平衡问题

【例2】如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中.三个带电小球质量相等,A 球带正电.平衡时三根绝缘细线都是伸直的,但拉力都为零.

(1)指出B 球和C 球分别带何种电荷.

(2)若A 球带电荷量为Q ,则B 球的带电荷量为多少?

(3)若A 球带电荷量减小,B 、C 两球带电荷量保持不变,则细线AB 、BC 中的拉力分别如何变化?

答案 (1)B 、C 带负电 (2)2

Q (3)AB 细线中拉力增大,BC 细线中仍无作用力.

题型3 库仑定律与牛顿定律结合问题

【例3】光滑绝缘的水平面上,放着三个质量都是m 的带电小球A 、B 、C ,如图所示,小球之间距离都是l .已知A 、B 两球带等量电荷+q ,现给C 球一个外力F ,使三个小球在运动中保持距离不变,则 (1)C 球带何种电荷?电荷量多少? (2)外力F 的大小和方向如何?

答案 (1)负电 2q (2)2

2

33l

q k ,方向垂直AB 线指向三角形外侧

题型4 数学近似思想

【例4】如图所示,带电荷量分别为4q 和-q 的小球A 、B 固定在水平放置的

光滑绝缘细杆上,相距为d .若杆上套一带电小环C ,带电体A 、B 和C 均可视为点电荷.

(1)求小环C 的平衡位置.

(2)若小环C 带电荷量为q ,将小环拉离平衡位置一小位移x (|x |d )后静止释放,试判断

小环C 能否回到平衡位置.(回答“能”或“不能”即可) (3)若小环C 带电荷量为-q ,将小环C 拉离平衡位置一小位移x (|x |d )后静止释放,则小

环C 所受库仑力F 与小位移x 的大小有何关系?(提示:当a 1时,则

n

a )1(1 ≈1-na ) 答案 (1)在B 右侧,与B 相距d 处 (2)不能 (3)正比

1.如图所示,电荷量为Q 1、Q 2的两个正点电荷分别置于A 点和B 点,两点相距L .在以L 为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电荷量为+q 的小球

(视为点电荷),在P 点平衡.不计小球的重力,那么,PA 与AB 的夹角α与Q 1、Q 2的关系应满足 ( )

A.1

23

tan Q Q =α B.122tan Q Q =α

C.2

13tan Q Q =α D.212tan Q Q

a =

答案 A

2.(2009·沈阳调研)宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q .在一次实验时,宇航员将一带负电q (q

Q )的粉尘置于该星球表面h 高处,该粉尘恰好

处于悬浮状态.宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h 高处,无初速释放,则此带电粉尘将 ( ) A.仍处于悬浮状态 B.背离该星球心飞向太空

C.向该星球心方向下落

D.沿该星球自转的线速度方向飞向太空 答案 A

3.如图所示,在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A 、B 、C ,三球质量均为m ,相距均为L .若小球均带电,且q A =+10q ,q B =+q ,为保证三球间

距不发生变化,将一水平向右的恒力F 作用于C 球,使三者一起向右匀加速运动.求: (1)F 的大小.

(2)C 球的电性和电荷量. 答案 (1)2

2

70L kq (2)负电 q 3

40

4.一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好,管内部有两个完全一样的

弹性金属小球A和B(如图所示),分别带电荷量9Q和-Q.两球从图中位置由静止释放,问两球再次经过图中位置时,A球的瞬时加速度为释放时的几倍?

16

答案

9