库仑力作用下的平衡问题PPT课件.ppt

用库仑定律解决平衡问题 1 A 例1 用绝缘丝线悬挂一质量m的带电小球B 放置在电荷量为 Q的小球A附近 如图所示 A B两球在同一水平面上相距r 丝线与竖直方向夹角 A B两带电球可看成点电荷 试求B球所带电荷的性质 2 丝线拉力 3 A B两球之间的静电力 4 B球的电荷量的大小 正电 1 自由点电荷的平衡问题 2 3 4 例3 两个电荷量分别为Q和4Q的负点电荷a b 在真空中相距为l 如果引入另一点电荷c 正好能使这三个电荷都处于静止状态 试确定点电荷c的位置 电性及它的电荷量 2 三个自由点电荷的平衡问题 5 由于a b点电荷同为负电荷 可知电荷c只能是正电荷 且应放在a b之间的连线上 依题意作图如图所示 设电荷c和a相距为x 则b和c相距为 l x c的电荷量为q 对电荷c 所受的库仑力的合力为零 则Fac Fbc 根据库仑定律得 解得 舍去 又由Fca Fba 得 解得 6 小结 三个自由点电荷的平衡问题 1 条件 每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等 方向相反 2 由库仑力的方向及二力平衡可知 三个点电荷必须在同一直线上 且同种电荷不能相邻 3 由知 中间的异种电荷电荷量应最小 且靠近两侧电荷量较小的那一个 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 7 练习 如图所示 在一条直线上有两个相距0 4m的点电荷A B A带电 Q B带电 9Q 现引入第三个点电荷C 恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态 问 C应带什么性质的电 应放于何处 所带电荷量为多少 C带负电 AB连线A的外侧 距A0 2m处 qc 9q 4 8 例3 两个大小相同的小球带有同种电荷 质量分别为m1和m2 带电荷量分别是q1和q2 用绝缘线悬挂后 因静电力而使两悬线张开 分别与中垂线方向成 1角和 2角 且两球处于同一水平线上 如图所示 若 1 2 则下述结论正确的是 3 重力 弹力 库仑力作用下平衡问题 9 答案C 10 3 库仑力作用下的动态平衡 例4 质量为m1 m2的小球分别带同种电荷q1和q2 它们用等长的细线吊在同一点O 由于静电斥力的作用 使m1球靠在竖直光滑墙上 m1的拉线l1呈竖直方向 使m2球的拉线l2与竖直方向成 角 m1 m2均处于静止 如图所示 由于某种原因 m2球的带电量q2逐渐减少 于是两球拉线之间夹角 也逐渐减小直到零 在 角逐渐减小的过程中 关于l1 l2中的张力T1 T2的变化是 A T1不变 T2不变B T1不变 T2变小C T1变小 T2变小D T1变小 T2不变 11 小球m2受力如图所示所受三力平衡 力三角形与对应的几何三角形相似 T2 m2g 小球m1受力如图所示 可知在 角逐渐减小的过程中 T1变小 T2 m2g不变 12 跟踪训练 如图所示 在光滑水平面上固定一个小球A 用一根原长为l0 由绝缘材料制的轻弹簧把A球与另一个小球B连接起来 然后让两球带上等量同种电荷q 这时弹簧的伸长量为x1 如果设法使A B两球的电量各减少一半 这时弹簧的伸长量为x2 则 AX2 X1 2BX2 x1 4Cx2 x1 4Dx2 x1 4 B 13 练习 如图所示 电荷量为Q1 Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点 两点相距L 在以L为直径的光滑绝缘半圆环上 穿着一个带电小球q 视为点电荷 在P点平衡 若不计小球的重