第九章 专题：库仑定律的应用 课件(共20张PPT) 2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(课件网) DIJIUZHANG 第九章 学案3　专题：库仑定律的应用 学习目标 1.会利用库仑定律分析同一直线上三个点电荷的平衡问题(重点)。 2.会利用库仑定律分析非共线力作用下带电体的平衡问题(重点)。 3.会处理库仑力作用下带电体的动力学问题(难点)。 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(如图) 一、同一直线上三个点电荷的平衡问题 (1)A和B固定，如何放置一个电荷量为q的正点电荷C，才能使点电荷C处于平衡状态？若将C换成等量负电荷C′，C′平衡的位置是否发生变化？ (2)如果A和B是自由的，如何放置第三个点电荷D，使系统处于平衡状态，求D的位置、电性和电荷量大小。 (3)如图，A、B是两个自由的点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有－4Q的负电荷，放置第三个点电荷E，使系统处于平衡状态，求E的位置、电性和电荷量大小。 答案　放在A、B连线上距离B右侧2r处　正电荷　36Q [要点归纳]　 1.两个电荷固定，第三个电荷平衡问题 只需要确定第三个电荷位置即可，对其电性和所带电荷量没有要求。 2.三个自由电荷的平衡问题 (1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零。根据平衡条件可得，电荷间的关系为： “三点共线”———三个点电荷分布在同一条直线上； “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。 (2)对于三个自由电荷的平衡问题，只需对其中两个电荷列平衡方程，不必再对第三个电荷列平衡方程。 (2024·重庆市九龙坡区高二期末)如图所示，光滑绝缘的水平桌面的同一直线上，放置三个可视为点电荷的小球M、N和P，其中M和N固定，带电荷量分别为－q1和＋q2，若小球P能保持静止，则 A.P一定带正电，q1＝q2 B.P一定带负电，q1＝q2 C.P可能带正电，q1＞q2 D.P可能带负电，q1＜q2 例1 √ 如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的自由点电荷A、B，电荷量分别为－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的电荷量和放置的位置是 例2 √ A、B、C三个点电荷要平衡，三个点电荷必须共线且外侧两点电荷相排斥，中间点电荷吸引外侧两电荷，而且外侧点电荷电荷量大，所以C必须带负电，放在B右侧， 二、非共线力作用下带电体的平衡问题 如图所示，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 g，则B的电荷量是多少？(取g＝10 m/s2，小球A、B视为点电荷，k＝9.0×109 N·m2/C2) 例3 答案　1.0×10－6 C 针对训练　(2024·杭州市期末)竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带同种电荷，现用水平向左的推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示，如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较 A.地面对小球B的支持力不变 B.推力F将不变 C.两小球之间的距离变小 D.竖直墙面对小球A的弹力变大 √ 以A球为研究对象，分析受力，如图甲所示，设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为FN1＝mAgtan θ 再以A、B整体为研究对象，分析受力如图乙所示，由平衡条件得： F＝FN1 FN2＝(mA＋mB)g FN1减小，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故A正确，B、C、D错误。 三、含库仑力的动力学问题 (2024·湖北罗田县第一中学高二期中)如图所示，带电小球A和B(可视为点电荷)放在倾角为30°的光滑固定绝缘斜面上，A球的质量为2m，所带电荷量为＋q，B球的质量为m，所带电荷量为－q。沿斜面向上的恒力作用于A球，可使A、B保持间距r不变沿斜面 ... ...