物理选修3-1人教新课标12库仑定律课件.ppt

1、1库仑定律库仑定律1223考点考点1：电荷守恒定律与库仑定律的综合运用：电荷守恒定律与库仑定律的综合运用3().2()134A.B.C.D121243QQrrFFFFF两个分别带有电荷量和的相同金属小球均可视为点电荷，固定在相距为 的两处，它们间库仑力的大小为 两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为】【例13 考点1：电荷守恒定律与库仑定律的综合运用4切入点：运用电荷守恒定律、库仑定律分析223124C(/2)3FQ QkrQFQ QkFr接触前两个点电荷之间的库仑力大小为，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为，距离又变为原

2、来的，库仑力为，所以两球间库仑【解析力的大小为，】项正确4 切入点：运用电荷守恒定律、库仑定律分析5答案：C点评：只有两个完全相同的金属球接触后再分开，它们所带的电荷才会中和后再均分5 答案：C6考点考点2：应用库仑定律的条件吧：应用库仑定律的条件吧【例2】如图611所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为L，为球半径的3倍若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F引与库仑力F库为()图6116 考点2：应用库仑定律的条件吧【例2】如图6 1 1 所示，两7切入点：万有引力定律、

3、库仑定律的适用条件2222222222222222ABCDmQmQFGFkFGFkLLLLmQmQFGFkFGFkLLLL引引库库引引库库，7 切入点：万有引力定律、库仑定律的适用条件8【解析】万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心间的距离L只有其半径r的3倍，但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质点因此，可以应用万有引力定律 而本题中由于a、b两球所带异种电荷相互吸引使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布比较密集，又因两球心间的距离L只有其半径r的3倍，不满足Lr的要求，故不能将两带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律8【解析】万有引力定

4、律适用于两个可看成质点的物体，虽然两球心9 综上所述，对于a、b两带电球壳的整体来说，满足万有引力的适用条件，不满足库仑定律的适用条件，故只有选项D正确答案：D9 综上所述，对于a、b 两带电球壳的整体来说，1022.QFkL库应用库仑定律的条件，必须是两个点电荷当然，两个电荷均匀分布的带电球体，其效果可以视为电荷集中在球心的点电荷但是，金属球体靠近时，球体上的电荷会重新分布，同种电荷因互相排斥而远离，等效于两个点电荷距离增大，异种电荷因互相吸引而靠近，等效于两个点电荷距离减小，所以本题中点评：1 011题型一：带电体的平衡题型一：带电体的平衡【例3】竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A，在Q

5、的正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一小球B，A、B两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，如图612所示由于漏电，使A、B两小球的电荷量逐渐减少，悬线与竖直方向的夹角a逐渐变小，则在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力的大小将()图6121 1 题型一：带电体的平衡【例3】竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定12A保持不变 B先变小后变大C逐渐变小 D逐渐变大【解析】A、B两小球所带电荷量逐渐减小的过程中，B小球在任一时刻的受力情况如图所示小球B在重力mg、库仑斥力F1、悬线拉力F2的作用下平衡mg和F1的合力F与F2的大小相等1 2 A 保持不变 B 先变小后变大【解析】A、B 两1312LPQHB

6、QPBFFFmgLHLmgFFHLmgHP 设悬线长为，、两点间的距离为，由图可知：，由相似三角形对应边成比例得，由于、都不是变量，所以在整个过程中悬线对 点的拉力始终不变1 314答案：A点评：解决带电体的平衡问题，关键是正确找出物体受到的所有外力，作出受力图，再根据合力为零的平衡条件求解同时要善于发现隐含条件，如本题中的受力三角形与结构三角形的关系1 4 答案：A15题型二：带电体的运动题型二：带电体的运动【例4】如图613所示，均可视为质点的三个物体A、B、C穿在竖直固定的光滑绝缘细线上，A与B紧靠在一起，C紧贴着绝缘地板，质量分别为mA=2.32kg，mB=0.20kg，mC=2.00

7、kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为qB=+4.0105C，qC=7.0105C，且电量都保持不变，开始时三个物体均静止现给物体A施加一个竖直向上的力F，使它由静止开始向上做加速度a=4.0m/s2的匀加速直线运动，经时间t，F变为 恒 力 已 知 g=1 0 m/s2，静 电 力 恒 量k=9109Nm2/C2，求：1 5 题型二：带电体的运动【例4】如图6 1 3 所示，均可视为16(1)时间t；(2)在时间t内，若力F做的功WF=53.36J，则B所受的电场力对B做的功W.图6131 6(1)时间t；图6 1 317 121222222111m 3m11 1s.22BCBABCBBA

8、Bq qkmmgrrABFABABq qBkrm gm arhatrratt开始时三个物体均静止，将、视为整体，由平衡条件得：，解得当、脱离时 变为恒力，、恰好脱离时、之间的相互作用力为零，但加速度相同，对 分析：，解得：再由，即：，得【解析】1 718 222121217.2JFABABABFABABABhWmmgh WmmatWmmatWmmgh以、为研究对象，在、上升 的过程中，应用动能定理得：解得：1 819点评：对于带电体的运动问题，要明确受力情况以及运动状态，灵活运用运动学公式和牛顿运动定律、动能定理等规律求解对于多对象问题，应根据问题的需要巧妙选取研究对象，灵活运用整体法和隔离法

9、此外，本题中A、B恰好分离时是一个临界状态，抓住临界状态的物理特征是本题的突破口1 9 点评：对于带电体的运动问题，要明确受力情况以及运动状态，202 0211.(2011海南)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知()An=3 Bn=4Cn=5 Dn=6D2 1 1.(2 0 1 1 海南)三个相同的金属小球1、2、3 分别置2222221 232

10、312(2)(2)486.nqRFRnqnqn nqFRn设、距离为，则：，与 接触后，它们带的电的电量均为：，再 与 接触后，它【解们带的电的电量均为，最后，由上两式得：析】2 2232.如图614所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为()图614222222220000555ABCD242kqkqkqkqllllk lk lk lk lC2 3 2.如图6 1 4 所示，在光滑绝缘水平面上放置3 个电荷量242220

11、0022205.(2)4qqkqkllkkllllk l 第三个小球受三个力的作用，它们的关系是，得【】：解析2 4253.(2011上海)如图615，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A小于N B等于NC等于N+F D大于N+F图615D2 5 3.(2 0 1 1 上海)如图6 1 5，在水平面上的箱子内26【解析】本题考查连接体的动态受力平衡，考查学生对整体法、隔离法的掌握程度剪断细线前，整体：N=G总，剪断细线后：NG总=ma(m为小球的

12、质量)，b球上升过程，库仑力增大，a增大，FN+F，D项正确2 6【解析】本题考查连接体的动态受力平衡，考查学生对整体法、274.(2010珠海模拟)如图616所示，带异种电荷的小球P和Q放在绝缘光滑水平面上现将Q固定，给P一个垂直于PQ连线的初速度v0，使P在水平面内运动，则在P刚开始运动的一小段时间内，P的速度大小v和加速度大小a的变化是()Av和a一定变大Bv和a可能不变Cv可能不变，a一定变大图616B2 7 4.(2 0 1 0 珠海模拟)如图6 1 6 所示，带异种电荷28【解析】Q固定，给P一个垂直于PQ连线的初速度v0，P有三种可能的运动情况，减速远离，速度、加速度均减小；加速

13、靠近，速度、加速度均增大；绕Q做匀速圆周运动，P的速度大小v和加速度大小a均不变，只有B正确 2 8【解析】Q 固定，给P 一个垂直于P Q 连线的初速度v 0，P 有295.如图617所示，半径为r的硬橡胶圆环单位长度带正电荷q，圆心O处放置一电荷量为Q的点电荷现截去顶部极小一段AB，AB长度为L，且Lr，静电力常量为k，则剩余部分对Q的静电力的大小为_ 图6172 9 5.如图6 1 7 所示，半径为r 的硬橡胶圆环单位长度带正3020.OOqLQFkQrF假设将这个圆环缺口补上，并且已补缺部分的电荷分布与原有缺口的环体上的电荷分布一样，这样就形成一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一

14、直径两端的微小部分所带电荷可视为两个相对应的点电荷，它们对圆心 处点电荷的作用力为 至于补上的带电小段，由题给条件可视为点电荷，它对圆心 处点电荷作用力为，【解析方向指向缺口，所以，剩余部分对的静电力的大小为，】方向背离缺口2qLQFkr答案：3 0316.如图618所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为，小球A带正电，电荷量为q.在杆上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电荷量不变不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中已知静电力常量k和重力加速度g.求：(1)A球刚释放时的加速度是多大？(2)当A球的动能最大时，A球与B点的距离 图6183 1 6.如图6 1 8 所示，质量为m的小球A 穿在绝缘细杆上，32 22221sinsin/sinsin.2sin.sinmgaFmaQqkQqFkrHagrmHAkQqABdmgddkQqmg由牛顿第二定律可知，根据库仑定律，得当 球受到合力为零、加速度为零时，动能最大设此时 球与 点间的距离为，则，解得【解析】3 2