库仑定律(第二节)习题.ppt

库仑定律习题课 复习 两种电荷 正电荷负电荷 使物体带电的方法 摩擦起电 静电感应 接触起电 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 电荷守恒定律 近异远同 库仑定律 库仑定律的内容 公式表示 应用范围 点电荷 理想化模型 真空 注意点 1 方向判断 同斥 异吸符合牛顿第三定律 2 大小计算 电量带入绝对值 处理方法 库仑定律 受力分析 二 含库仑力的共点力的平衡 类型题二 分析方法与力学相同 1 确定对象 2 受力分析 a 重力b 库仑力c 弹力 摩擦力 3 合成或正交分解 4 运用平衡条件 注意 绝缘平面 绝缘杆 绳 等不导电 光滑面无摩擦 例题 真空中 可视为点电荷的带等大电量电体A B B用绝缘细线悬挂 当AB同处于同一水平线上时 B恰静止 1 若A带正电 B带何种电荷 2 若mB 0 1kg A B间距r 0 1m B静止时 绳与竖直方向 37 求 绳的拉力及B受的库仑力 B的带电量 例题 如图 一质量为2 10 5千克 带电量为8 10 7库仑的小球B 用长为30厘米的细线悬挂在O点 现将另一小球A逐渐移近它 两球恰好等高 且平衡 此时细线与竖直方向为37 两球间距为15厘米 试求A球带电量 例题 如图所示 A B是带等量同种电荷的两小球 它们质量都是m A的绝缘轻悬线长是L 悬线上端固定在B球竖直上方的O点上 B被绝缘杆固定 OB距离也为L A球因受库仑斥力而偏离B球X距离而平衡静止 此时A的悬线拉力为T 现保持其它条件不变 用改变A球质量的方法 使A球在距B为X 2处静止平衡 则A球悬线的拉力为多大 x A B 解 此题考察库仑定律和力的平衡问题 用相似三角形法解题 由三角形相似偏离最低点x时 偏离时 由库仑定律知F 4F解得m 8m 8T 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 类型题三 注意 仅在受力分析时 增加库仑力的分析 其它解题过程与原来形同 对象 受力分析 建立牛顿第二定律 过程 运动分析 建立速度公式 位移公式 例1 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 A B 现象 A的加速度在减少 库仑力在减少 相互排斥 间距增大 依据 牛顿第二定律 牛顿第三定律 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球所带电量为多少 带何种电荷 对整体 对A 对B QC 8qF 18Kq2 L2 例题3 光滑绝缘的水平面上 有三个可视为点电荷的小球 质量均为m 间距相等 均为L 处于等边三角形三个顶点上 如图 若用沿ab连线的中垂线方向的水平恒力F0拉动小球c 可以使得三个球保持相对静止 共同在水平面上加速运动 当c的电量为Q时 a b带电量各为多少 静电力常量K已知 例4 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 V A G F电 水流星 模型 最高点临界条件 T 0 选用物理规律 向心力公式 E守恒 例题 光滑的绝缘的斜面 倾角为 斜面上固定一个带电量为Q的小球a 用绝缘线悬挂另一带电量为 Q的小球b b的质量为M 给b球初速度后 b恰能在斜面上做圆周运动 求 小球b在轨迹最高点的速度和在最低点的速度 例题 如图带电量分别为q1q2 质量分别为m1 m2的金属小球 用细线悬挂于O点 平衡时 两球等高 且 则可判定 Aq1必大于q2 Bq1必小于q2 Cm1必大于m2 Dm1必小于m2 练习题 例题 光滑绝缘的斜面 倾角 37 斜面上的B球质量m 10 3kg 带电量与A球初始时相等 A球与B球间距L 0 3m且处同一水平线上时 B恰静止 将A球电荷释放一部分后 放在斜面上与B间距仍为L 0 3m时 球B仍能在斜面上静止不动 如图所示 求 A球释放掉多少电荷 A B A 练习2 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 4 7B 3 7C 9 7D 16 7 CD 练习3 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 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 AC 练习4 有两个完全相同的带电小球 和 分别带电10 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 同学们再见 同学们再见 同学们再见 同学们再见 同学们再见 同学们再见 同学们再见