库仑定律习题整理(共29张ppt)

(共29张PPT)
库仑定律
１、库仑定律的内容：
２、公式表示：
３、应用范围：（１）点电荷： 理想化模型实际不存在（２）真空中。
４、注意点：　　
　（1）计算时电荷电量代绝对值
　（2）符合牛顿第三定律
（3）库仑力的运算与一般力相同
库仑定律和万有引力定律间具有相似性
从例题可以看出：电子和质子的静电力比万有引力大得多，以后研究微观粒子间相互作用时，万有引力（重力）经常被忽略。
1、两导体接触后电荷分配规律：
（１）完全相同的金属小球接触后电荷分配
　　同种电荷：先相加再平分
　　异种电荷：先中和再平分
二、接触起电与库仑力的变化
（２）不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律：
不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形状有关，如果两个导体的大小形状确定，则分配比例一定
例3、有两个完全相同的带电小球Ａ和Ｂ。分别带电10Ｑ和-Q, 球心间距为R，将它们用绝缘支柱固定起来，现用第三个一样的不带电的金属球C反复不断地和A、B轮流接触，最后移开C，A、B间的作用力变为原来的多少倍？
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[同一直线上】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．如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷q，才能使此电荷处于平衡状态？
+
+
A
B
9Q
4Q
-
QC
答案：离A距离3r/5处
任意两电荷间都有库仑力作用，任一电荷受库仑力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和.
三、多个电荷间库仑力问题
如图水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一个带正电的固定球+Q时，两悬线都保持竖直方向，小球A与固定球+Q的距离等于小球A与小球B的距离。下列说法中正确的是：
A．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较大
B．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较小
C．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较大
D．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较小
B
三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律
两同夹异、两大夹小、近小远大
√q1 q2=√ q1q3+√ q3 q2
【不在同一直线】:真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm等边三角形三个顶点上,每个点电荷+2 X 10-6C,求它们所受的库仑力.
F1
F2
F3
q1
q2
q3
+
+
+
库仑定律与力学综合
例：光滑水平面A、B两个小球（点电荷）相距L，质量分别为m和2m，它们由静止开始运动（不计重力及其它作用力），开始时A的加速度大小为a，经过一段时间B加速度大小也为a，速度为v,那么此时A、B两点电荷间的距离为 ——A速度为——
√2L/2
V/2
用绝缘丝线悬挂一质量为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S,丝线与竖直方向夹角θ=37o, A、B两带电球可看成点电荷。试求(1)丝线拉力
(2)A、B两球之间的静电力
(3) B球所带电荷的性质
(4) B球的电荷量的大小
+
+
+
+
+
+
A
B
θ
对于基本粒子一般不计重力，带电液滴，小球，颗粒，尘埃一般计重力
如图两个带同种电荷的小球，质量和带电荷量分别为m1、q1和m2、q2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O点，当平衡时连线水平，且与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的
A．q1>q2
B．q1>q2，
C．m1D．m1>m2
D
长为L的绝缘细线下系一带正电小球，其带电荷量为Q，悬于O点，如图所示．当在O点另外固定一个正电荷时，如果球静止在A处，则细线拉力是重力mg的两倍．现将球拉至图中B处(θ＝60°)，放开球让它摆动，问：
(1)固定在O处正电荷带电荷量？
(2)球摆回到A处时悬线拉力？
解：(1)球静止在A处受三个力：重力mg、静电力F和细线拉力F拉，得：
如图 真空中两个相同的小球带有等量同种电荷, 质量均为0.1g. 分别 用10cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的同一点, 当平衡时B球偏离竖直方向600, A球竖直悬挂且与墙壁接触. 求：(1)每条细线的拉力 (2)每个小球的带电量;
（3）墙壁受到的压力;
1）TB=0.001N TA=0.0015N
2)q=1/3×10-7c
3)√3/2×10-3N
例三、如图完全相同的金属小球A和B带等量电荷，中间连接着一个轻质弹簧，放在光滑绝缘水平面上，平衡时弹簧的压缩量为x0。现将不带电的与A、B完全相同的金属球C与A接触一下，再与B接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量为x，则（ ）
A X=Xo/8
B X＞Xo/8
C X＜Xo/8
D X=Xo/4
C
如图两质量均为m的小球用绳悬挂，静止时上下两绳拉力为FA，FB，现使两球带上等量同种电荷后，上下两绳拉力为FA’，FB’，则
A FA=FA’ FB=FB’
B FA＝FA’ FB＜FB’
C FA＜FA’ FB＞FB’
D FA＜FA’ FB＜FB’
B
A
B
如图，A、B是系在绝缘细线两端、带有等量同种电荷小球，其中mA＝0.1 kg，细线总长度为20 cm，先用绝缘细线通过O点光滑定滑轮，将两球悬挂起来，OA段线长等于OB段线长，A球靠近光滑绝缘竖直墙面，B球悬线OB偏离竖直方向60°.求：
(1)B球的质量(2)A球对墙压力．
F
N
T
mAg
解：B球：mBg=T’=F’
A球： mAg+Fcos60°=T
Fsin60°=N
F=F’ T=T’ N=N’
得：mB=0.2kg
N’=1.73N方向水平向左
q1
q3
三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律
如图所示，三个点电荷q1、q2、q3，固定在一直线上，q2与q3距离为q1与q2距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比q1：q2：q3为
A.-9:4:(-36) B.9:4:36
C.-3:2:(-6) D.3:2:6
两同夹异、两大夹小、近小远大
q2
√q1 q2=√ q1q3+√ q3 q2
结论①当A、B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（同中异外靠小者）
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：两同夹异，两大夹小，近小远大。
拓展：1如果A和B带异种电荷，第三个点电荷应如何放置？
2如果A和B不固定，第三个点电荷应如何放置？
4、带电量为Q=1c金属板，为了确定离金属板中央为L=15cm的P点电场强度大小，用细丝线悬挂一个带负电荷的小球去探测。当球在P点静止后，测出悬线与竖直方向夹角为37°。已知P点场强方向在水平方向左，小球质量为4.0×10-2kg,所带电量为0.01C，取Sin37°= 0.6，求P点的电场强度的大小？
37 0
P
—
F电
mg
F拉
E
例4、两个可视为点电荷的金属小球带有等量同种电荷，质量均为10-3kg，，现分别用两根长度均为L=0.5m的绝缘细线悬挂于O点，平衡时两球距离为d=0.6m，求每个小球带电量多大？

q1 q2
解、对小球受力分析如图所示，根据力的平衡规律可知
计算可得 q=8.66 10-8c
T
F
G
例8、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的加速度为a,经过一段时间后，B的加速度也为a，速度大小为v，此时，A的加速度为 .
a/2
没有今天的基础科学，就没有明天的科技应用。
---------美籍华裔物理学家
李政道
作业
图1.2-3
库仑力(静电力)
与万有引力
(1)两种力都与距离的二次方成反比
(2)两种力都与和作用力有关的物理量的乘积成正比.
(3)两种力的方向都在两物体的连线上.
(1)描述了两种作用.(性质不同)
(2)力的大小与相关的物理量不全相同;
(3)静电力可以是引力,也可以是斥力,
(4)常量不相同
相同点
不同点
库仑力是电荷量,万有引力是质量
库仑力是由于物体带电引起的作用,
万有引力是由于物体具有质量引起的作用.
万有引力只能是引力.
如图A、B两个相同小球，半径为r=2cm，球心相距d=10cm，QA=2×10-6C，QB=-10-6C。他们之间的库仑力F？
思考下面解法对吗？
如若d=100cm，F=？
若把两球接触后再放至100cm的地方，F=？