高三物理一轮复习 第6章 第1节 电荷守恒定律 库仑定律精品课件 新人教版.ppt

第1节电荷守恒定律库仑定律 考点1 电荷守恒定律与库仑定律的综合运用 切入点 运用电荷守恒定律 库仑定律分析 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 考点2 应用库仑定律的条件 例2 如图6 1 1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6 1 1 切入点 万有引力定律 库仑定律的适用条件 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l r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 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 d 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6 1 2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6 1 2 a 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 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 题型二 带电体的运动 例4 如图6 1 3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 00kg 其中a不带电 b c的带电量分别为qb 4 0 10 5c qc 7 0 10 5c 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 10m s2 静电力恒量k 9 109n m2 c2 求 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6 1 3 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 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 2012 上海卷 a b c三点在同一直线上 ab bc 1 2 b点位于a c之间 在b处固定一电荷量为q的点电荷 当在a处放一电荷量为 q的点电荷时 它所受到的电场力为f 移去a处电荷 在c处放一电荷量为 2q的点电荷 其所受电场力为 a f 2b f 2c fd f b 2 如图6 1 4所示 在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q q 0 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6 1 4 c 3 2012 浙江卷 用金属做成一个不带电的圆环 放在干燥的绝缘桌面上 小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后 将笔套自上向下慢慢靠近圆环 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 如图6 1 5所示 对上述现象的判断与分析 下列说法正确的是 图6 1 5 3 2012 浙江卷 用金属做成一个不带电的圆环 放在干燥的绝缘桌面上 小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后 将笔套自上向下慢慢靠近圆环 当距离约为0 5cm时圆环被吸引到笔套上 如图6 1 5所示 对上述现象的判断与分析 下列说法正确的是 a 摩擦使笔套带电b 笔套靠近圆环时 圆环上 下感应出异种电荷c 圆环被吸引到笔套的过程中 圆环所受静电力的合力大于圆环的重力d 笔套碰到圆环后 笔套所带的电荷立刻被全部中和 abc 4 2010 珠海模拟 如图6 1 6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 a v和a一定变大b v和a可能不变c v可能不变 a一定变大 图6 1 6 b 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 5 如图6 1 7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l r 静电力常量为k 则剩余部分对 q的静电力的大小为 图6 1 7 6 如图6 1 8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