人教版必修第三册课件第九章专题强化-静电力作用下的平衡2.pptx
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- 人教版 必修 第三 课件 第九 专题 强化 静电力 作用 平衡
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1、专题强化静电力作用下的平衡第九章静电场及其应用解析题中两球所带电荷量可能不同,也可能相同,但两球所受的静电力大小相同,方向相反;“两同夹异”正、负电荷相互间隔;由于悬挂小球受到正电荷的斥力,所以悬挂小球也带正电,故选项B正确.方向由a指向P,由平衡条件可知小球所受的摩擦力大小应等于小球所受静电力与F的合力大小,A对B作用力大小与B的重力大小相等,所以FAB与G的合力与竖直方向的夹角为60,故B正确.将数据代入,解得x40 cm,故选项A正确(同一直线上自由电荷的平衡)如图7所示,两个点电荷的电荷量分别为q14109 C和q29109 C,分别固定于相距20 cm的a、b两点,有一个点电荷q(不
2、计重力)放在a、b所在直线上且静止不动,则该点电荷所处的位置是2q,在A左侧距A为 处则Fmgtan 450.q,在A左侧距A为L处答案2103 N(1)此时小球B受到的静电力的大小为多少?A处电荷带正电,所带电荷量为Q1,B处电荷带负电,所带电荷量为Q2,且Q24Q1,另取一个可以自由移动的点电荷M放在A、B两点所在的直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则M为正电荷,且放于B的右侧解析小球A与小球B相互吸引,小球B带正电荷,故小球A带负电荷.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,解析题中两球所带电荷量可能不同,也可能相同,但两球所受的静电力大小相同,方向相反;解析
3、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,学会分析同一直线上自由电荷的平衡和非共线力作用下带电体相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为4q和q,如图3所示,现引入第三个点电荷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二、非共线力作用下带电体的平衡(同一直线上自由电荷的平衡)如图7所示,两个点电荷的电荷量分别为q14109 C和q29109 C,分别固定于相距20 cm的a、b两点,有一个点电荷q(不计重力)放在a、b所在直线上且静止不动,则该点电荷所处的位置是其中O点与小球A间的距离为l,O点与小球B间的距离为 l.解析两小球间的库仑力等于弹簧的弹力,两球电
4、荷量各漏掉一半,若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响,库仑力减为原来的 ,则x2 x1,注意:在三个共线点电荷的平衡问题中,若仅让其中一个电荷平衡,则只需要确定其位置即可,对其电性和所带电荷量没有要求1.学会分析带电体的受力情况.2.学会分析同一直线上自由电荷的平衡和非共线力作用下带电体 的平衡问题学习目标重点探究随堂演练专题强化练内容索引NEIRONGSUOYIN解析q1受q2水平向右的库仑引力作用和q3水平向左的库仑斥力作用只要其中两个点电荷平衡,第三个点电荷一定平衡,只需根据平衡条件对其中的任意两个电荷列式即可学会分析带电体的受力情况.“两同夹异”正、负电荷相互间隔;解析由平衡条件,对C
5、进行受力分析,C应在AB的连线上且在A、B之间,解析设三角形边长为L,即AB、AC距离为L,则AD距离为 L.2103101 N2103 N.注意:在三个共线点电荷的平衡问题中,若仅让其中一个电荷平衡,则只需要确定其位置即可,对其电性和所带电荷量没有要求(2)q1、q2、q3的电荷量大小之比是_由于悬挂小球受到正电荷的斥力,所以悬挂小球也带正电,故选项B正确.解析题中两球所带电荷量可能不同,也可能相同,但两球所受的静电力大小相同,方向相反;“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上;M为负电荷,且放于A的左侧A对B作用力大小与B的重力大小相等,所以FAB与G的合力与竖直方向的夹角为60,故B正确
6、.“两大夹小”中间电荷的电荷量最小;设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为Lr,C要能处于平衡状态,则A对C的静电力大小等于B对C的静电力大小,设C的电荷量大小为Q,0109 Nm2/C2,小球可视为点电荷.专题强化静电力作用下的平衡带电小球A、B均可视为点电荷.方向由a指向P,由平衡条件可知小球所受的摩擦力大小应等于小球所受静电力与F的合力大小,设放置的点电荷C的电荷量大小为Q,与A相距r1,分别对A、B受力分析,但实际是两球距离减小后库仑力会增大,此时弹簧的伸长量x2 x1,选项C正确.解析两小球间的库仑力等于弹簧的弹力,两球电荷量各漏掉一半,若不考虑两球距离的变化对库仑力的
7、影响,库仑力减为原来的 ,则x2 x1,二、非共线力作用下带电体的平衡(2)在(1)中的情形下,C的电荷量大小和电性对C的平衡有影响吗?一、同一直线上自由电荷的平衡重点探究图图1例1如图1所示,带电荷量分别为q和4q的两点电荷A、B,相距L,问:答案见解析(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?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,(2)在(1)中的情形下,C的电荷量大小和电性对C的平衡有影响吗?答案见解析解析在A、B间距离A为 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
8、定,在何处放一个什么性质的点电荷C,才可以使三个点电荷都处于平衡状态?电荷量是多少?答案见解析解析若将C放在A、B电荷两边,A、B对C同为向左(或向右)的力,C都不能平衡;若将C放在A、B之间,C为正电荷,则A、B都不能平衡,所以C为负电荷设放置的点电荷C的电荷量大小为Q,与A相距r1,分别对A、B受力分析,即应在AB连线上且在A的右边,总结提升共线的三个自由电荷的平衡问题有关特点1.三个自由电荷的平衡规律“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上;“两同夹异”正、负电荷相互间隔;“两大夹小”中间电荷的电荷量最小;“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷2.只要其中两个点电荷平衡,第三个点电荷一
9、定平衡,只需根据平衡条件对其中的任意两个电荷列式即可注意注意:在三个共线点电荷的平衡问题中,若仅让其中一个电荷平衡,则只需要确定其位置即可,对其电性和所带电荷量没有要求针对训练1如图2所示,q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q1与q2之间的距离为l1,q2与q3之间的距离为l2,且三个点电荷都处于平衡状态(1)若q2为负电荷,则q1为_电荷,q3为_电荷;图图2正正解析假设q1、q3均为负电荷,则虽然q2可以平衡,但q1(或q3)所受的两个库仑力均为斥力,方向相同,故而不能平衡假设q1、q3均为正电荷,则每个点电荷所受的两个库仑力均方向相反,可能平衡因此,q1、q3均为正电
10、荷,即在这种情况下,q1、q3必须是同种电荷跟q2是异种电荷(2)q1、q2、q3的电荷量大小之比是_解析q1受q2水平向右的库仑引力作用和q3水平向左的库仑斥力作用二、非共线力作用下带电体的平衡分析静电力作用下点电荷的平衡问题时,方法仍然与力学中分析物体的平衡方法一样,具体步骤如下:(1)确定研究对象:如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”(2)对研究对象进行受力分析,此时多了静电力(F )(3)根据F合0列方程,若采用正交分解,则有Fx0,Fy0.(4)求解方程例2如图3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
11、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 g,则B带电荷量是多少?(取g10 m/s2,小球A、B视为点电荷,k9.0109 Nm2/C2)答案1.0106 C图图3解析因为B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高,设A、B之间的水平距离为L.设A、B所带电荷量均为q,对B进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件,1.0106 C.例3如图4所示,在真空中的绝缘水平面上,两相距为2L的固定的同种点电荷A、B带电荷量均为Q,O点为两电荷连线的中点,OP为两电荷连线的中垂线,在中垂线上的a点放有一带电荷量也为Q的可看成点电荷的小球,小球在大小为F (k为静电力常量)的水平
12、恒力作用下处于静止状态,已知力F和OP间夹角60,O、a间距离为L,则小球所受的摩擦力大小是图图42 g的带电小球A用绝缘丝线吊起,若将带电荷量为4108 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,丝线与竖直方向夹角为45.专题强化静电力作用下的平衡二、非共线力作用下带电体的平衡例3如图4所示,在真空中的绝缘水平面上,两相距为2L的固定的同种点电荷A、B带电荷量均为Q,O点为两电荷连线的中点,OP为两电荷连线的中垂线,在中垂线上的a点放有一带电荷量也为Q的可看成点电荷的小球,小球在大小为F (k为静电力常量)的水平恒力作用下处于静止状态,已知力F和OP间夹角60,O、a间
13、距离为L,则小球所受的摩擦力大小是(同一直线上自由电荷的平衡)如图7所示,两个点电荷的电荷量分别为q14109 C和q29109 C,分别固定于相距20 cm的a、b两点,有一个点电荷q(不计重力)放在a、b所在直线上且静止不动,则该点电荷所处的位置是如图6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,带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上.2 g的带电小球A用绝缘丝线吊起,若将带电荷量为4108 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,丝线与竖直方向夹角为45.即应在AB连线上且在A的右边,现让小球A、B、C带等量的正电荷Q,让小球D带负电荷q,
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