【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第1章 电荷的相互作用章末总结 沪科版选修3-1.doc

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1、【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第1章 电荷的相互作用章末总结 沪科版选修3-1电荷的相互作用一、库仑定律的基本应用带电体受静电力作用时，分析方法同力学中的方法：可以把力进行合成和分解，可以与其他力相平衡，同样满足平衡条件或牛顿第二定律，只不过比力学中多了一个静电力例1如图1所示，两个正点电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点O放入正点电荷Q，求Q受的静电力(2)在O点放入负点电荷Q，求Q受的静电力(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q31 C且AC1 m，求q3受的静电力解析(1)在A、B连线的中点上，放入的正

2、点电荷Q受到两个正点电荷q1、q2静电力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零(2)如果在O点放入负点电荷Q，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零(3)在连线上A的左侧放入负点电荷q3，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1和F2，其中x为A、C之间的距离q3受的静电力为FF1F2，代入数据得F31010 N，方向沿AB的连线由A指向B.答案(1)0(2)0(3)31010 N，方向沿AB的连线由A指向B二、静电力作用下的三电荷平衡问题同一直线上的三个自由点电荷，彼此间存在相互作用的静电力，在三个电荷都处于平衡状态的情况下，每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零，

3、因此可以对三个电荷分别列平衡方程求解(解题时只需列其中两个电荷的平衡方程即可)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，电荷间的关系为：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”例2如图2所示，带电荷量分别为q和4q的两点电荷A、B，相距L，求在何处放一个什么性质的点电荷，才可以使三个点电荷都处于平衡状态？图2解析由平衡条件知，点电荷必在A、B之间，且带负电设该电荷带电荷量为Q，距A为r，则距B为Lr，根据库仑定律，对A、B列平衡方程：对电荷A：kk对电荷B：kk联立解得：rL，Qq.答案应在A、B连线的中间，距AL处，放置一个带负电的电荷，电荷量大小为q针对训练下列各组共线的三个自由电荷，可

4、以平衡的是()A4Q4Q4Q B4Q5Q3QC9Q4Q36Q D4Q2Q3Q答案C解析由“两同夹异”排除A项；由“两大夹小”排除B项；由三自由点电荷共线平衡电荷量的关系可判断答案D错，C正确三、静电力与牛顿第二定律的结合带电体在静电力作用下运动，带电体的受力满足牛顿第二定律，在进行受力分析时不要漏掉静电力若选取整个系统为研究对象，系统内物体间相互作用的静电力为内力；若选取某个带电体为研究对象，不能漏掉其他带电体对其施加的静电力例3如图3所示，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，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q.现对C施加一水平向右的力F的同时放开三个小球，欲

5、使三个小球在运动过程中保持间距r不变，求：图3(1)C球的电性和电荷量；(2)水平力F的大小答案(1)负电2q(2)3k 解析(1)A球受到B球静电力F1和C球静电力F2后，产生水平向右的加速度，故F2必为引力，C球带负电A球受力如图所示，故F2sin 30F1，即F22F1，故qC2q.(2)由牛顿第二定律，对A球：a 对系统整体：F3ma，故F3k 1(静电力与牛顿第二定律的结合)如图4所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()图4A速度变大，加速度变大 B速度变小，加速度变小C速度变大，加速度变小 D

6、速度变小，加速度变大答案C2(库仑定律的基本应用)如图5所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，30，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离图5答案 解析如图所示，小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力T、A对它的静电力F.由力的平衡条件，可知Fmgtan 根据库仑定律得Fk解得r 3(静电场中的受力平衡问题)如图6所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30 g，则B带电荷量是多少？(取g10 m/s2)图6解析设A、B间的距离为L，依题意可得：L cm10 cm对B球受力分析如图所示，其中静电力Fk由平衡条件知Fmgtan 30联立解得q 代入数据得：q1.0106 C答案1.0106 C4