1.2.2--库仑定律习题课

1.2.2库仑定律的应用回忆：一、库仑力作用下的平衡问题三个自由点电荷的平衡问题规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上；“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．例1、.光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电量分别为－4Q和+Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量和放置的位置是（）A、－Q，在A左侧距A为L处B、－2Q，在A左侧距A为L/2处C、－4Q，在B右侧距B为L处D、+2Q，在A右侧距A为3L/2处C【例2】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例3、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？++AB9Q4Q-QCC电性及电荷量无要求，离A点距离0.6r（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？C负电电荷量1.44Q，离A点距离0.6r结论：①当A、B已固定，只要求C球受力平衡，则C球的位置是唯一确定的，对其电量、电性无要求②当A、B未固定，要求三球均平衡，则对C球的位置、电量、电性都有要求位置规律：两同夹异，两大加小，近小远大例4、如图所示，把质量为0.2g的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10－8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F多大，小球A带的电量q为多少．(k＝9.0×109N·m2/C2)情景切入课前导读知识解惑栏目链接分析：根据对A球的受力平衡求出A球所受的库仑力，从而得出小球B所受的库仑力．根据库仑定律求出小球A所带的电量．解析：A球受重力、拉力和库仑力处于平衡，根据共点力平衡得，A球所受的库仑力FA＝mAg＝2×10－3N，B球受到的库仑力F＝FA＝mAg＝2×10－3N．根据库仑定律F＝kq1q2r2，代入数据得，q2＝5×10－9C.情景切入课前导读知识解惑栏目链接答案：2×10－2N5×10－9C点评：解决本题的关键会根据共点力平衡求解力，以及掌握库仑定律F＝kq1q2r2.情景切入课前导读知识解惑栏目链接例5、如右图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和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，那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()情景导入课前导读知识解惑栏目链接A．F引＝Gm2l2，F库＝kQ2l2B．F引≠Gm2l2，F库≠kQ2l2C．F引≠Gm2l2，F库＝kQ2l2D．F引＝Gm2l2，F库≠kQ2l2D库仑定律公式221rQQkF方向两定律比较万有引力定律考虑场合221rmmGF电荷中心连线质量中心连线微观粒子,宏观带电体真空宏观天体例6、光滑绝缘水平面上有A、B两个带电小球，A的质量是B的质量的2倍，相距为r。现将两球由静止释放，初始A的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，此时A的加速度是多少？两者相距多远？电性有何关系？a/222r同性电二、库仑力与牛顿定律相结合的问题例7、一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能很好，管内部有两个完全一样的弹性金属小球A和B(如图7)，分别带电荷量＋9Q和－Q.两球从图中位置由静止释放，问两球再次经过图中位置时，A球的瞬时加速度为释放时的几倍？91612aa例8.如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们之间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ.求：(1)A受到的静摩擦力；(2)如果将A的电荷量增至＋4Q，则两物体将开始运动．当它们的加速度第一次为零时，A、B同时运动了多远的距离？22rkQfrmgkQx2例9、一摆长为L的单摆，摆球质量为m，带有负电荷，电量为q，如果悬点A处放一正电荷，电量也为q，要使摆能在竖直平面内作完整的圆周运动，如图所示，则摆在最低点的速度最小值为多少？(F库mg)+-VA-GF电三、库仑力作用下的圆周运动模型最高点临界条件:T=0选用物理规律:向心力公式、能量守恒