12库仑定律习题

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1、复习复习: :、两种电荷:、两种电荷:正电荷正电荷 负电荷负电荷、使物体带电的方法:使物体带电的方法:()摩擦起电:()摩擦起电:()静电感应:()静电感应:()接触起电:()接触起电:电中和电中和、电荷量的表示:元电荷:、电荷量的表示:元电荷: 用用“e”e”表示。表示。 e=1.60X10e=1.60X10-19-19C C任何电荷的电量都是元电荷的整数倍任何电荷的电量都是元电荷的整数倍 、电荷守恒定律:、电荷守恒定律:近异远同近异远同库仑定律库仑定律、库仑定律的内容:库仑定律的内容:、公式表示:、公式表示: 、应用范围:、应用范围:()点电荷:()点电荷: 理想化模型理想化模型()真空(

2、)真空、注意点:、注意点: (1 1)符合牛顿第三定律)符合牛顿第三定律 (2 2)库仑力的运算与一般力相同)库仑力的运算与一般力相同一、两导体接触后电荷分配规律:、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:先中和再平分例例:两个相同的金属小球,带电量:两个相同的金属小球,带电量之比为之比为1717,相距为,相距为r,r,两者相互两者相互接触后在放回原来的位置上,则接触后在放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的(它们间的库仑力可能为原来的( )A.A. 4/7 B. 3/7 4/7 B. 3/7 B.B.C. 9/7 D. 16/7C. 9/7 D. 16/7C

3、DC D例例:两两个个带带同同种种电电荷荷的的相相同同金金属属小小球球(两两球球距距离离远远大大于于小小球球的的直直径径)所所带带电电量量分分别别为为Q1,Q2,现现让让它它们们接接触触后后再再放放回回原原处处,那那么么它它们们的的相相互互作作用与原来相比(用与原来相比( ) A. 可能变大可能变大 B. 可能变小可能变小 C. 可可能能不不变变 D. 以以上上三三种种都都可可能能存在存在Q1Q2AC例例. . 有有两两个个半半径径为为r r的的带带电电金金属属球球中中心心相相距距为为L(L=4r), L(L=4r), 对对于于它它们们之之间间的的静静电电作作用用力力(设设每次各球带电量绝对值

4、相同)每次各球带电量绝对值相同)( )( ) A. A. 带同种电荷时大于带异种电荷时带同种电荷时大于带异种电荷时 B. B. 带异种电荷时大于带同种电荷时带异种电荷时大于带同种电荷时 C. C. 带等量负电荷时大于带等量正电荷时带等量负电荷时大于带等量正电荷时 D. D. 大小与带电性质无关,只取决于电量大小与带电性质无关,只取决于电量QQL=4rB例、有两个完全相同的带电小球例、有两个完全相同的带电小球和。分别带电和。分别带电1010和和-Q, -Q, 球心球心间距为间距为R R,将它们用绝缘支柱固定将它们用绝缘支柱固定起来,现用第三个一样的不带电起来,现用第三个一样的不带电的金属球的金属

5、球C C反复不断地和反复不断地和A A、B B轮流轮流接触,最后移开接触,最后移开C C,A A、B B间的作用间的作用力变为原来的多少倍?力变为原来的多少倍? 9/10、不完全相同的金属物体接、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律:触后电荷分配规律: 不一定均分,分配的比例与不一定均分,分配的比例与两个导体的大小及形状有关,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,如果两个导体的大小形状确定,则分配比例一定则分配比例一定二、含库仑力的共点力的平衡 分析方法与力学相同分析方法与力学相同(1)(1)确定对象确定对象(2)(2)受力分析受力分析(3)(3)合成或正交分解合成或正交分解

6、(4)(4)运用平衡条件运用平衡条件例例、 A A、B B两两个个点点电电荷荷,相相距距为为r r,A A带带有有9Q9Q的的正电荷,正电荷,B B带有带有4Q4Q的正电荷的正电荷(1 1)如如果果A A和和B B固固定定,应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷C C,才才能能使使此此电电荷荷处处于于平平衡衡状状态态?此此时时对对C C的电性及电量的电性及电量q q有无要求?有无要求?(2 2)如如果果A A和和B B是是自自由由的的,又又应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷,使使系系统统处处于于平平衡衡状状态态?此此时时对对第第三三个个点点电电荷荷C C的的电电量量q q的的大

7、大小小及及电电性性有有无无要求?要求?+ + +AB9Q4Q-QQC CQ1Q1-Q2q?例、如图在正方形的三例、如图在正方形的三个顶点处各固定一个点个顶点处各固定一个点电荷电荷Q Q1 1、Q Q2 2, ,电性如图,电性如图,则在另一个顶点再放一则在另一个顶点再放一个个q q电荷,要使电荷,要使q q静止,静止,Q Q1 1、Q Q2 2的大小关系如何?的大小关系如何?q q的电荷量和电性能不的电荷量和电性能不能确定?能确定?系统平衡系统平衡例例.如图所示如图所示,在光滑水平面上固定在光滑水平面上固定三个等质量的带电小球三个等质量的带电小球(均可视为均可视为质点质点)A、B、C,三球排成一

8、条直线三球排成一条直线.若释放若释放A球的瞬间球的瞬间,A球的加速度大球的加速度大小为小为1m/s2,方向向左方向向左;若释放若释放C球球瞬间瞬间,它的加速度大小为它的加速度大小为2m/s2,方方向向右向向右;则释放则释放B球的瞬间球的瞬间,B球的球的加速度大小和方向加速度大小和方向?ABC1m/s2方向向左方向向左三、含库仑力的动力学问题三、含库仑力的动力学问题 运用运用牛顿第二定律牛顿第二定律结合结合运动学公式运动学公式求解求解例例、 如如图图,质质量量均均为为m m的的三三个个带带电电小小球球A A、B B、C C,放放置置在在光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平面面上上,彼彼此此相相隔隔的的距

9、距离离为为L L,(L L比比球球半半径径r r大大的的多多),B B球球带带电电量量为为Q QB B=-3q=-3q,A A球球带带电电量量为为Q QA A=6q,=6q,若若在在C C上上加加一一水水平平向向右右的的恒恒力力F F,要要使使A A、B B、C C三三球球始始终终保保持持L L的的间间距距运运动动,求(求(1 1)F F的大小?的大小?(2 2)C C球球所所带带电电量量为为多多少少?带带何何种种电荷?电荷?ACB+ +-F6q-3qQC+例例. .一一摆摆长长为为L L的的单单摆摆,摆摆球球质质量量为为m m,带带有有负负电电荷荷,电电量量为为q q,如如果果悬悬点点A A

10、处处放放一一正正电电荷荷,电电量量也也为为q q,要要使使摆摆能能在在竖竖直直平平面面内内作作完完整整的的圆圆周周运运动动,如如图图所所示示,则则摆摆在在最最低低点点的的速度最小值为多少?速度最小值为多少?“水流星水流星”模型模型最高点临界条件最高点临界条件最高点临界条件最高点临界条件: :T=0选用物理规律选用物理规律选用物理规律选用物理规律: :向心力公式向心力公式+E守恒守恒+-V VA A-GF电电例例. . A A、B B两两个个点点电电荷荷,相相距距为为r r,A A带带有有9Q9Q的正电荷,的正电荷,B B带有带有4Q4Q的正电荷的正电荷(1 1)如如果果A A和和B B固固定定

11、,应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷q q,才才能能使使此此电电荷荷处处于于平平衡衡状状态态?(2 2)如如果果A A和和B B是是自自由由的的,又又应应如如何何放放置置第第三三个个点点电电荷荷,使使系系统统处处于于平平衡衡状状态态,且且求求第第三三个个点点电电荷荷的的电电量量q q的的大大小小及及电电性性. .+AB9Q4Qq总结总结: 三点共线三点共线,两同夹异两同夹异,两大夹小两大夹小,近小远近小远大大例例、光滑水平面有、光滑水平面有A A、B B两个带两个带电小球,电小球,A A的质量是的质量是B B的质量的质量的的2 2倍,将两球由静止释放,倍,将两球由静止释放,初始初始A A的加速度为的加速度为a,a,经过一段经过一段时间后,时间后,B B的加速度也为的加速度也为a a,速度大小为速度大小为v v,此时,此时,A A的加的加速度为速度为 . .速度大小为速度大小为 . a/2 v/2

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