第一章　专题强化1　库仑定律的应用（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）必修 第三册

专题强化1　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)。 一、同一直线上三个点电荷的平衡问题 例1　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)。 (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，在何处放置第三个点电荷D，使系统处于平衡状态，求D的位置、电性和电荷量。 (3)若将B变为电荷量为4Q的负电荷，在何处放置一个点电荷E，使系统处于平衡状态，求E的位置、电性和电荷量。 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。 二、非共线力作用下带电体的平衡问题 分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，方法仍然和力学中分析物体的平衡方法一样，可以说是“电学问题，力学方法”，一般按照如下的顺序： (1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选择“整体法”或“隔离法”。 (2)对研究对象进行受力分析，多了库仑力。 (3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0)。 例2　(2024·广州市高二期末)如图，固定在水平地面上的光滑绝缘圆筒内有两个带正电小球A、B，A位于筒底靠在左侧壁处，B在右侧筒壁上受到A的斥力作用处于静止。若筒壁竖直，A的电量保持不变，B由于漏电而下降少许后重新平衡，下列说法中正确的是(　　) A．小球A、B间的库仑力变小 B．小球A、B间的库仑力不变 C．小球A对筒壁的压力变小 D．小球A对筒底的压力不变 例3　(2024·东莞市松山湖莞美学校月考)如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，A球固定，B球用长为L的绝缘丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d，若A球电荷量保持不变，B球缓慢漏电，不计两小球半径，则下列说法正确的是(　　) A．丝线对B球的拉力逐渐变大 B．A球对B球的库仑力逐渐变大 C．当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的 D．当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的 三、含库仑力的动力学问题 例4　(2024·湛江市高二期末)如图所示，质量为m的小球A放在绝缘斜面上，斜面的倾角为α。小球A带正电，电荷量为q。在斜面上B点处固定一个电荷量为Q的正电荷，将小球A由距B点竖直高度为H处的斜面上无初速度释放。小球A下滑过程中电荷量不变。不计A与斜面间的摩擦，整个装置处在真空中。已知静电力常量k和重力加速度g。 (1)A球刚释放时的加速度是多大？ (2)当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离。 专题强化1　库仑定律的应用 例1　(1)要使点电荷C处于平衡状态，需使A、B对C的库仑力等大反向，故C电荷只能放在A、B间。设该位置距A为x，则k＝k，解得x＝r，根据平衡方程可判断A、B固定，要使C平衡与C的电荷量与电性无关，故换成负电荷，平衡状态不发生变化，故平衡位置不变化。 (2)D平衡位置由(1)可知，x＝r，如图甲所示， B对A的库仑力向左，则D对A的库仑力向右，故D带负电，列平衡方程得 ＝k，QD＝Q。 (3)若E为负电荷，要使A平衡，需将E放在A左侧，如图乙；由于A的电荷量大，距 ... ...