2022年人教版选修3-1第一章静电场-电荷在电场中的受力分析库仑定律

1、电荷在电场中的受力分析 1-1 库仑定律（受力分析）库仑定律 表达式： F = kq 1q2；其中 q 1、q2表示两个点电荷的电荷量 ,r 表示它们的距离,r2k 为比例系数,也叫静电力常量,9 k = 9.0 10 N m2/C2. 例 1、真空中两个相同的等量同种电荷的金属小球A 和 B（均可看成点电荷） ,分别固定在两处,两球间静电力为 F；假如用一个不带电的同样的金属小球 C 先与 A 接触,再与 B 接触,然后移开 C,此时 A、B 两球间的静电力为 F1；假如将 A、B 间距离增大到原先的 3 倍,就 A、B 间的静电力为 F2,就 F： F1： F2为多少？例 2、如下列图、

2、三个点电荷 q1、q2、q3 固定在一条直线上, q2 与 q3间距离为 q1与q2间距离的 2 倍, q1、q2之间的距离为L,q1、q2、q3 的电荷量分别为 +Q,-3Q,+4Q,求每个电荷所受的静电力为多少？方向如何？例 3、如下列图为一边长为L 的正方形,在A、B、C、D分别固定一个正电荷,电荷量为 Q,求 C点位置电荷所受的静电力；例 4、如下列图为一边长为L 的菱形, B=60 0,A、B、C、D 分别固定一个正电荷,电荷量为 Q,求 D点位置电荷所受的静电力；例 5、如下列图为一半径为R的圆形,在A、B、C、D 分别固定一个正电荷,电荷量为 Q,求 D点位置电荷所受的静电力；例

3、 6、如下列图为一边长为L 的正三角形,在 A、B、C、O分别固定一个正电荷,电荷量为 Q,求 O点位置电荷所受的静电力；（O点为三角形 ABC的内切圆的圆心）例 7、如下列图,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B,静止在图示位置,如固定的带正电的小球 A 的电荷量为 Q,B 球的质量为 m,带电荷量为 q,30,A 和 B 在同一条水平线上, 整个装置处于真空中, 求 A、B 两球间的距离此时细绳的拉力为多少？例 8、如下列图,两个完全相同的带电小球,电荷量均为q,细绳的长度为L,两小球均处于静止状态,就两个小球的质量为多少？此时细绳的拉力为多少？例 8、如下列图,竖直绝缘墙壁上的 Q处有

4、一固定的小球 A,在 Q的正上方 P点 用绝缘线悬挂一个小球 B,A、B 两小球因带电而相互排斥, 致使悬线与竖直方向 成 角由于漏电, A、B两小球的电荷量逐步减小,悬线与竖直方向夹角 逐步削减,就在漏完电之前,拉力的大小将 A保持不变 B先变小后变大 C逐步变小 D逐步变大例 9、如下列图,两个带电小球A、B可视为点电荷 的质量分别为 m1 和 m2,带电荷量分别为 q1 和 q2,用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点,静止时两悬线与竖直方向的夹角分别为 1和 2 相等,求 m1 和 m2 的大小关系；（如图 1和 2不相等呢？）例 10、如下列图,在一光滑斜面底端固定一个带正电小球 A

5、,电荷量为 Q,在斜面上放置一带电小球 B,B所带电荷量为 4Q,两个小球相距 L,此时 B 处于静止,就 B 球的质量为多少？例 11、如下列图,一质量为 m,电荷量为 q 的金属小球 B静止在光滑斜面上,已知在 B 的同一水平线上有一固定小球 少？A,电荷量也为 q,就 A、B 两球的距离为多例 12、如下列图,一质量为 m,电荷量为 q 的金属小球 B静止在光滑斜面上,已 知电荷量为 q 金属球 A 固定在杆上, A、B 连线与斜面的夹角为 60 度,求 A、B 两球的距离为多少？例 13、如下列图,一质量为 m,电荷量为 q 的金属小球 B静止在光滑斜面上,已知在 B 的同一水平线上有

6、一固定小球A,电荷量也为 q,A、B 相距 L,求此时绳对 B 的拉力；（已知0 45 ,m2kq2）m,带2 gL例 14、如下列图,在绝缘的光滑水平面上,相隔肯定距离有两个质量均为同种电荷的小球A、B,电荷量均为Q,刚开头 A、B 两球相距 L,由静止同时释放,试分析两小球的受力情形和运动情形；当两球相距为 多少？为初状态的几倍？2L 时 B 球的加速度为例 15、两根光滑绝缘棒在同一竖直平面内,两棒与水平面间均成 45角,棒上各穿有一个质量为 m、带电荷量为 Q 的相同小球,如下列图现让两球同时从同一高度由静止开头下滑,就当两球相距多远时,小球的速度达到最大值？1-2 电场力（受力分析）

7、电场力 ：由EF,得FqE；q例 1、如下列图,一质量为m,电荷量为 +q 的物块放置在光滑的水平面上,该空间有一竖直向上的匀强电场E,（已知：mgqE）,求该物块对水平面的压力；举一反三：1、在例 1 中,假如mgqE,分析该物块的受力和运动情形；2、在例 1 中,假如其电场的方向为竖直向下时,求该物块对水平面的压力；3、在例 1 中,假如其电场的方向为水平向左时,分析该物块的受力和运动情形；该物块由静止开头释放,经过时间 t 所移动的距离；4、在例 1 中,假如其电场的方向如下列图,分析该物块的受力和运动情形；例 2、如下列图,一质量为 m,电荷量为 +q 的物块放置在粗糙的水平面上,物块

8、与水平面的动摩擦系数为 ,该空间有一水平向左的匀强电场 E,分析该物块的受力和运动情形；举一反三：1、如下列图,一质量为 m,电荷量为 +q 的物块放置在粗糙的水平面上,物块与水平面的动摩擦系数为 ,该空间存在一电场E,方向如图,分析该物块的受力和运动情形；2、如下列图,一质量为 m=1kg,电荷量为 q 2 C 的物块放置在粗糙的水平面上,物块与水平面的动摩擦系数为 =0.5 ,该空间存在一电场 E= 2 N/C,方向如图, =45 o, 当物块由静止释放后,求当物块的速度为 3m/s 时,所移动的距离；例 3、如下列图,一质量为 m,带电量为 +q 的小球放在光滑的固定斜面上,该空间有一方

9、向沿斜面对上的匀强电场 E,分析该物块的受力和运动情形；举一反三1、如下列图,一质量为m=1kg,带电量为q=1C的小球放在光滑的固定斜面顶端,该空间有一方向沿斜面对下的匀强电场 小球滑究竟端时的速度；E=5N/C,已知 =30 o,H=0.4m,当小球在顶端静止释放时,求2、如下列图,一质量为m=2kg,带电量为q=1C的小球放在光滑的固定斜面顶端,该空间有一方向沿斜面对上的匀强电场 求小球滑究竟端时的速度；E=5N/C,已知 =30 o,H=0.45m,当小球在顶端静止释放时,例 4、如下列图,一质量为 m,带电量为 +q 的小球放在光滑的固定斜面上,该空间有一水平向右的匀强电场 E,分析

10、该物块的受力和运动情形；举一反三1、如下列图,一质量为 m=1kg,带电量为 q=1C的小球放在光滑的固定斜面底端,该空间有一方向水平向右的匀强电场 E= 4 3 N/C,已知 =30 o,H=0.25m,当小球在底端静止释放时,求小球滑到顶端时的速度；2、如下列图,一质量为m=2kg,带电量为q=1C的小球放在光滑的固定斜面顶端,该空间有一方向水平向右的匀强电场E=43N/C,已知 =30o,H=0.64m,当小球在顶端静止释放时,求小球滑究竟端时所经受的时间；例 5、如下列图,绝缘细线一端固定于 O 点,另一端连接一带电荷量为 q,质量为 m 的带正电小球,该空间有一水平向右的匀强电场,当带电小球静止时细线与竖直方向成 角,求该电场强度的大小；举一反三1、在例 5 中,该小球受到三个力的作用处于静止状态,所以通过平移可以将这三个力围成一个三角形,