高考物理一轮复习课件静电场库仑定律

高中物理解题模型高中物理

一轮复习静电场（2/9）1电荷守恒定律2库仑定律3电场强度高中物理

一轮复习4静电防止与应用5电场能的性质6电场线与等势线静电场（2/9）7静电场图像8电容器9带电粒子运动静电场—库仑定律相关知识：1.库仑定律：库仑扭秤实验：方法：控制变量法；细银丝平面镜平衡小球B带电小球C带电小球A研究对象：一个带电体和多个带电体构成的系统；说明：带电粒子一般不考虑重力；带电微粒一般考虑重力；常用规律：平衡条件、牛顿第二定律、动能定理；2.常见问题分析：两大分析：受力分析运动状态分析条件：真空静止点电荷；电荷均匀分布的球体或球壳；点电荷：理想化模型；（距离远大于自身尺寸）表达式：q1q2r2F=kk=9.0×109N·m2/kg2++++++++导体A++++++++导体B【例题1】（1）如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线排列三个带电小球A、B、C，且三者刚好保持静止状态，求：电量关系及距离关系；总结：1.题1研究对象可任意挑选其中两个小球，题2可挑选后两个小球及整体为研究对象

；2.三个自由点电荷的静态平衡条件要满足“两大夹小”、“两同夹异”；但是共同直线加速可不满足此条件。（2）如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量分别为m，间距均为L，若小球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力作用于C球，使三者一起向右做匀加速运动，求：C球电性、电量及恒力F的大小；ABCFLLABCL1L2qAqBL12kqAqC(L1+L2)2=kqAqBL12kqBqCL22=kqBqCL12(L1+L2)2==L12L22qAqCL1：L2=qA：qCqA：qB：qC=L12(L1+L2)2：L12L22：L22(L1+L2)2qAqBqAqCqBqC+=F=3ma10qqC(2L)2k10q2L2-k=maqqCL2k10q2L2+k=maC球带负电qC=40q370q2L2F=k静电场—库仑定律【例题2】（1）如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，求：A、B电性及QA、QB之比；总结：1.本章的库仑力属于电磁力，弹力和摩擦力也是电磁力的一种表现形式；2.注意把高一学习的知识向本章进行迁移，处理问题的方式方法任然一致。（2）如图所示，三个固定的带电小球a、b、c，相互间的距离分别为分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，求：a、b电性关系及k值；ABCFCabcFAFBFB=2FAQAqAC2FA=kQBqBC2FB=kQA：QB=1：8A带负电、B带正电；FaFb=43abc情况一：FbFaFcQaqac2Fa=kQbqbc2Fb=kk=64/27a、b带异性电荷；FaFb=43abc情况二：Qaqac2Fa=kQbqbc2Fb=kFbFaFck=64/27a、b带异性电荷；静电场—库仑定律【例题3】（1）如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球（均可视为质点），已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均静止；求：三个小球电性关系及a、b小球电荷量之比；总结：1.题1为非共线的三个带电小球处于平衡状态，处理方法为正交分解法；2.题2为非共线的三个带电小球处于非平衡状态，注意研究对象的选取。（2）如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距为r，其中A、B带正电，电量均为q，现对C施加一水平恒力F的同时放开三个小球，使三个小球在运动过程中保持r不变，试求：C球电量及水平恒力F的大小；abcGcNcFacFbcGaNaFcaFbaa、b小球电性相同c小球电性相反Faccos30°=Fbccos60°qaqcac2kcos30°=

qbqcbc2kcos60°

qa：qb=：93FABCFCFAqqcr2ksin30°=

q2r2kqc=2qq2r2ktan60°=maF=3maF=33q2r2k静电场—库仑定律【例题4】（1）如图所示，质量分别为m1、m2两个小球A、B，带同种电荷且带电量分别为q1、q2，现用长度分别为L1、L2的绝缘轻质细线将两个小球A、B悬挂起来，平衡时细线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。试比较θ1与θ2的大小；总结：1.题1结论：质量大的小球离竖直线近，与所带电量的多少无关；2.注意三角形相似法，杠杆平衡及矢量分析法在本类习题中的运用。L1L2m1m2θ1θ2m1gm2gFFT1T2hx2x1方法一：m2gh=Fx2m1gh=Fx1=L2sinθ2L1sinθ1m1m2=x2x1方法二：L1L2m1m2θ1θ2m1gm2gm1m2=L2sinθ2L1sinθ1m1gL1sinθ1=m2gL2sinθ2（2）如图所示，绝缘墙壁上固定带电小球A，带电小球B用细线悬挂于A的正上方C点，AC=h，θ=30°，且A和B静电力是B所受重力的0.5倍；求：①A和B距离；②当电量减小，细线拉力变化情况；③若A、B间静电力为B重力的/3，且θ=30°，细线长度如何调整；3①d=0.5hBACθhmgFT②mgh=TBC细线拉力不变③mgh=FABAB=h/33AB2

=AC2+BC2-2AC·BCcosθBC=h/33BC=2h/33静电场—库仑定律例题1例题2例题3例题4静电场—库仑定律【例题1】（1）如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个带电小球A、B、C，且三者刚好保持静止状态，求：电量关系及距离关系；（2）如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A、B、C，三球质量分别为m，间距均为L，若小球均带电，且qA=+10q，qB=+q，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒力作用于C球，使三者一起向右做匀加速运动，求：C球电性、电量及恒力F的大小；ABCFLLABCL1L2qAqBL12kqAqC(L1+L2)2=kqAqBL12kqBqCL22=kqBqCL12(L1+L2)2==L12L22qAqCL1：L2=qA：qCqA：qB：qC=L12(L1+L2)2：L12L22：L22(L1+L2)2qAqBqAqCqBqC+=F=3ma10qqC(2L)2k10q2L2-k=maqqCL2k10q2L2+k=maC球带负电qC=40q370q2L2F=k例题1例题2例题3例题4静电场—库仑定律【例题2】（1）如图所示，直角三角形ABC中∠B=30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，求：A、B电性及QA、QB之比；（2）如图所示，三个固定的带电小球a、b、c，相互间的距离分别为分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，求：a、b电性关系及k值；ABCFCabcFAFBFB=2FAQAqAC2FA=kQBqBC2FB=kQA：QB=1：8A带负电、B带正电；FaFb=43abc情况一：FbFaFcQaqac2Fa=kQbqbc2Fb=kk=64/27a、b带异性电荷；FaFb=43abc情况二：Qaqac2Fa=kQbqbc2Fb=kFbFaFck=64/27a、b带异性电荷；例题1例题2例题3例题4静电场—库仑定律【例题3】（1）如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球（均可视为质点），已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均静止；求：三个小球电性关系及a、b小球电荷量之比；（2）如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距为r，其中A、B带正电，电量均为q，现对C施加一水平恒力F的同时放开三个小球，使三个小球在运动过程中保持r不变，试求：C球电量及水平恒力F的大小；abcGcNcFacFbcGaNaFcaFbaa、b小球电性相同c小球电性相反Faccos30°=2Fbc60°qaqcac2kcos30°=

qbqcbc2kcos60°

qa：qb=：93FABCFCFAqqcr2ksin30°=

q2r2kqc=2qq2r2ktan60°=maF=3maF=33q2r2k例题1例题2例题3例题4静电场—库仑定律【例题4】（1）如图所示，质量分别为m1、m2两个小球A、B，带同种电荷且带电量分别为q1、q2，现用长度分别为L1、L2的绝缘轻质细线将两个小球A、B悬挂起来，平衡时细线与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。试比较θ1与θ2的大小；L1L2m1m2θ1θ2m1gm2gFFT1T2hx2x1方法一：m2gh=Fx2m1gh=Fx1方法二：=L2sinθ2L1sinθ1m1m2=x2x1L1L2m1m2