库伦定律(精选例题).ppt

二 库仑定律 第一章静电场 内容 真空中两个点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 一 库仑定律 电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力 2 大小 k 9 0 109N m2 C2 其中K 静电力常量 3 方向 4 适用条件 真空 空气中近似成立 点电荷 计算时 若电荷是负电荷只需它的绝对值代入 在两电荷的连线上 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 库仑定律 真空中两个点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 大小 其中K叫静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 适用范围 1 真空中 2 点电荷 电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力 zxxk精品课件 二 静电力与万有引力的比较 相同点 公式形式相同 应用时都有条件都是不接触力 且与距离的二次方成反比 不同点 万有引力只是相互吸引 而静电力可以是引力 也可以是斥力 在求静电力时 万有引力可以忽略 两个带电小球 质量都是 带电荷量都是 相隔较远 以至于两个小球可看作点荷 试求它们之间的静电力与万有引力之比 5 4 105 三 点电荷 有电量 没大小的点 1 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一几何点 并称它为点电荷 只有电荷量 没有大小 形状 2 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型 3 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 点电荷 1 在研究带电体间的相互作用时 如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离 带电体本身的大小 对我们所讨论的问题影响甚小 相对来说可把带电体视为一几何点 并称它为点电荷 只有电荷量 没有大小 形状 2 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象 是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型 3 点电荷本身的线度不一定很小 它所带的电量也可以很大 点电荷这个概念与力学中的 质点 类似 例 一个半径r1 10cm的带电圆盘 如果考虑它和d1 10m处某个电子的作用力 就完全可以把它看作 点电荷 一个无限大的带电平面 而如果这个电子离带电圆盘只有d2 1mm 那么这一带电圆盘又相当于 点电荷 是指这样的带电体 它本身的大小比它到其他带电体的距离小得多 这样 在研究它与其他带电体的相互作用时 可以忽略电荷在带电体上的具体分布情况 把它抽象成一个几何点 当堂训练 当堂训练 1 关于点电荷说法中正确的是 A 真正的点电荷是不存在的 B 点电荷是一种理想模型 C 足够小的电荷就是点电荷 D 一个带电体能否看成点电荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 ABD 例题 例1 把两个完全相同的小球接触后分开 两球相互排斥 则两球原来的带电情况可能是 A B C D 原来的其中一个带电 两个小球原来分别带等量异种电荷 两个小球原来分别带同种电荷 两个小球原来分别带不等量异种电荷 ACD 例2 有三个完全相同 大小可以忽略的金属小球A B C A带电量7Q B带电 Q C不带电 将A B固定起来 然后让C球反复与A B接触 最后移去C球 试问A B间的库仑力变为原来的多少 解 由于C在A B间反复接触 故最终三个球的带电量必相同 故 例题 例3 有两个半径为r的带电金属球中心相距为L L 4r 对于它们之间的静电作用力 设每次各球带电量绝对值相同 A 带同种电荷时大于带异种电荷时B 带异种电荷时大于带同种电荷时C 带等量负电荷时大于带等量正电荷时D 大小与带电性质无关 只取决于电量 Q Q L 4r 例题 解题提醒 点电荷 物理模型 即如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷 库仑定律的适用是什么条件 当堂训练 当堂训练 2 三个相同的金属小球a b和c 原来c不带电 而a和b带等量异种电荷 相隔一定距离放置 a b之间的静电力为F 现将c球分别与a b接触后拿开 则a b之间的库仑力将变为 A F 2B F 4C F 8D 3F 8 当堂训练 当堂训练 所以 当堂训练 当堂训练 2 三个相同的金属小球a b和c 原来c不带电 而a和b带等量异种电荷 相隔一定距离放置 a b之间的静电力为F 现将c球分别与a b接触后拿开 则a b之间的库仑力将变为 A F 2B F 4C F 8D 3F 8 C 当堂训练 3带电量分别为 4Q和 6Q的两个相同的金属小球 相距一定距离时 相互作用力的大小为F 若把它们接触一下后 再放回原处 它们的相互作用力的大小变为 A F 24B F 16C F 8D F 4 A 当堂训练 4 如图所示 质量分别为m1和m2带电量分别为q1和q2的小球 用长度不等的绝缘细线悬挂起来 两细线与竖直方向的夹角分别为 和 两小球恰在同一水平面上 那么 两球一定带异种电荷B q1一定大于q2C m1一定小于m2D m1所受库仑力力一定大于m2所受的库仑力 AC 含库仑力的共点力的平衡 分析方法与力学相同 1 确定对象 2 受力分析 3 合成或正交分解 4 运用平衡条件 5 如图A B两个点电荷 相距为r A带有9Q的正电荷 B带有4Q的正电荷 1 如果A和B固定 应如何放置第三个点电荷C 才能使此电荷处于平衡状态 此时对C的电性及电量q有无要求 2 如果A和B是自由的 又应如何放置第三个点电荷 使系统处于平衡状态 此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求 A B 9Q 4Q 答案 应放在 的连线上距离 右侧 处 电荷正负都可以 电量大小任意 应放在 的连线上距离 右侧 处 电荷 必须是负 电荷 如果A和B是自由的 而 电荷变为负 又应如何放置第三个点电荷 使系统处于平衡状态 此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求 9Q 4Q A B 应放在 连线上距离 右侧 处 电荷 应带正 三个自由电荷 在静电力作用下处于平衡状态 则这三个电荷一定在一条直线上 且遵循如下规律 两边电荷电性相同 中间电荷电性与两边相反 且电荷量较小的一边 中间电荷电荷量最小 即 两同夹一异 两大夹一小 如图所示 Q1和 Q2是两个可自由移动的电荷 且Q2 4Q1 现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上 欲使整个系统平衡 那么 A Q3应为负电荷 放在Q1的左边 B Q3应为负电荷 放在Q2的右边C Q3应为正电荷 放在Q1的左边 D Q3应为正电荷 放在Q2的右边 难点突破3 A 5 如图所示 用两根等长的细线各悬一个小球 并挂于同一点 已知它们质量相同 当它们带上同种电荷时 相距r而平衡 若将它们电量都减小一半 待它们重新平衡后 两球间的距离将 A 大于r 2B 等于r 2C 小于r 2D 不能确定 A 当堂训练 6 如图A B C三点位一直角三角形的三个顶点 角B为30度 现在A B两点放置电荷qA qB 测得在C点处正点电荷受静电力方向与AB平行向左 则A带 电 qA qB 负 当堂训练 6 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 运用牛顿第二定律结合运动学公式求解 C带正电 电量为6q F 27Kq2 L2 7 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