人教版高中物理必修第三册精品课件 第九章 静电场及其应用 2.库仑定律.ppt

规律方法对于不能视为点电荷的问题,可利用对称性、割补法等,化非点电荷为点电荷,这样可使难点得以突破,公式得以运用,问题可迎刃而解。针对训练4如图所示,半径为R的绝缘球壳上均匀带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心处,由于对称性,点电荷受力为零。现在球壳上挖去半径为r(r?R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)解析解法一由于球壳上均匀带电,原来每条直径两端相等的一小块面积上的电荷对球心处点电荷的静电力相互平衡。当在球壳上挖去半径为r的小圆孔后,因为是绝缘球壳,其余部分的电荷分布不改变,所以其他直径两端的电荷对球心处点电荷的作用力仍相互平衡,剩下的就是与小圆孔相对的半径也为r的一小块圆面上的电荷对它的作用力。又r?R,所以这一带电小圆面可看成点电荷,库仑定律适用。小块圆面上的电荷量探究四静电力作用下的平衡问题【情境探究】如图所示,A、B、C三个带电小球静止在光滑水平面上,已知A球带正电,B球带负电,试判断C球带何种电荷。要点提示C球带正电。【知识归纳】处理点电荷的平衡问题及动力学问题的关键三步(1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”。(2)对研究对象进行受力分析,相比之前多了库仑力(3)列平衡方程(F合=0或Fx=0,Fy=0)。【应用体验】例题6如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。绝缘细线长为l,O点与小球B的间距为l,当小球A平衡时,细线与竖直方向夹角θ=30°。小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k。则()答案B针对训练5如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使小球a能静止在斜面上,可在MN间放一带电小球b,则小球b()A.带负电,可放在A点 B.带负电,可放在B点C.带负电,可放在C点 D.带正电,可放在C点答案C解析小球a受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时,才能静止在斜面上。只有C选项的情况才可使小球a所受合力为零,C正确。学以致用?随堂检测全达标1.(多选)下列说法正确的是()A.点电荷是一种理想化模型,实际上是不存在的B.点电荷就是体积和所带电荷量都很小的带电体C.两所带电荷量分别为Q1、Q2的小球间的作用力在任何情况下都可用公式计算D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状、大小及电荷分布对所研究问题的影响是否可以忽略不计答案AD解析点电荷是一种理想化模型,实际上并不存在。一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,看它的形状、大小及电荷分布对所研究问题的影响能否忽略不计。当两个小球间的距离很小时,这两个小球不能看成点电荷,不适用,A、D正确。2.(2022江苏徐州期中)如图所示,棱长为a的立方体ABCD-ABCD八个顶点上有八个带电质点,其中顶点A、C上质点电荷量大小分别为q、Q,其他顶点上质点电荷量未知,顶点A上质点仅在静电力作用下处于平衡状态,现将顶点C上质点电荷量变成-Q,则顶点A上质点所受静电力的合力为(不计重力)()答案B解析顶点A上质点仅在静电力作用下处于平衡状态,说明除顶点C上质点以外的其他质点对顶点A上质点的作用力与顶点C上质点对顶点A上质点的作用力等大反向;根据库仑定律可得,现将顶点C上质点电荷量变成-Q,其他质点对顶点A上质点的作用力不变,顶点C上质点对顶点A上质点的作用力大小不变、方向相反,则顶点A上质点所受静电力的合力为3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法可行的是()A.每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变B.保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C.一个点电荷的电荷量增大到原来的2倍,另一个点电荷的电荷量不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的D.保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷间的距离减小为原来的答案A4.如图所示,a、b、c为真空中三个带电小球,b球所带电荷量为+Q,用绝缘支架固定,a、c两球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三球球心等高,且a、b两球和b、c两球间距离相等,悬挂a球的细线向左倾斜,悬挂c球的细线竖直,则下列判断正确的是()A.a、b、c三球带同种电荷B.a、c两球带异种电荷C.a球所带电荷量为-4QD.c球所带电荷量为+4