2022年高中物理第章电荷的相互作用章末总结沪科版选修-2.docx
精品_精品资料_【学案导学设计】 2022-2022 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可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_使物体带电的方式电摩擦起电：相互摩擦的物体分别得失电子而带电感应起电：用感应的方法使物体带电接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_荷的 两个概念相元电荷： e 1.6 ×10 19 C点电荷：抱负化物理模型电荷守恒定律：孤立的系统电荷的总量保持不变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_互 两个基本定律作用静电与生活库仑定律： F k雷电与避雷静电与现代科技 静电的危害及掌握q1q2r2 ,其中 k 9.0 ×109 N·m2/C2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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,可以与其他力相平稳,同样满意平稳条件或牛顿其次定律,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r 2 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,q3 1 C 且 AC 1 m,求 q3 受的静电力 解析1在 A、B 连线的中点上,放入的正点电荷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) 假如在 O 点放入负点电荷Q,仍旧受到两个大小相等,方向相反的力,合力仍旧为零可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 在连线上 A 的左侧放入负点电荷q3,就受到 q1 和 q2 向右的吸引力, 大小分别为 F1kq3q1 x2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_和 F2 kq3q2,其中 x 为 A 、C 之间的距离 q3 受的静电力为F F1 F2,代入数据得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_F 3×1010 N ,方向沿 AB 的连线由 A 指向 B.答案102033 ×1010 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稳问题同始终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稳状态的情形下, 每个电荷受其余两个电荷的作用力的合力为零, 因此可以对三个电荷分别列平稳方程求解 解题时只需列其中两个电荷的平稳方程即可 同始终线上的三个自由点电荷都处于平稳状态时,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稳状态？图 2解析由平稳条件知,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,就距 B 为 L r,依据库仑定律,对A 、B 列平稳方程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对电荷 A ： k 4q·qL2kQ·q r2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对电荷 B： k 4q·qL2联立解得： r 1kQ·4q4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3L ,Q 9q.答案应在 A 、B 连线的中间,距 A1L 处,放置一个带负电的电荷,电荷量大小为43q 9针对训练以下各组共线的三个自由电荷,可以平稳的是 A 4Q4Q4QB 4Q 5Q3QC 9Q 4Q36QD 4Q2Q 3Q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稳电荷量的关系|Q外1Q外2|Q内Q外1| |Q内Q外 2|可判定答案 D 错, C 正确三、静电力与牛顿其次定律的结合带电体在静电力作用下运动,带电体的受力满意牛顿其次定律,在进行受力分析时不要漏掉静电力 如选取整个系统为讨论对象,系统内物体间相互作用的静电力为内力.如选取某个带电体为讨论对象,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 的大小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案1负电2q233k q2r2解析1A 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 球受力如下列图, 故 F2sin 30 ° F1,即 F2 2F1,故 qC 2q.2 由牛顿其次定律,对A 球：a 3F1 3 kq2mmr2对系统整体： F 3ma,故 F 33k q2r21. 静电力与牛顿其次定律的结合 如图 4 所示,在绝缘的光滑水平面上,相隔肯定距离有两个带同种电荷的小球, 从静止同时释放, 就两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情形是 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 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, 如固定的带正电小球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3kQqmg解析如下列图,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.由力的平稳条件,可知F mgtan 依据库仑定律得 F k Qqr2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 rkQq3kQq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgtanmg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3静电场中的受力平稳问题如图 6 所示, A 、B 是两个带等量同种电荷的小球,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 固定在A 等高,如 B 的质量为 303 g,就 B 带电荷量是多少？ 取 g 10 m/s2图 6解析设 A 、B 间的距离为 L,依题意可得： L tan 30° 33h 10cm 103 cm对 B 球受力分析如下列图,其中静电力F k L2q2由平稳条件知F mgtan 30 °联立解得 qFL2 kmgtan 30 ·°L2k代入数据得： q 1.0 ×10 6 C答案1.0 ×10 6 C可编辑资料 - - - 欢迎下载
