库仑定律的应用用精选PPT.ppt
库仑定律的应用用第1页，此课件共32页哦一、库仑定律的常规应用问题一、库仑定律的常规应用问题第2页，此课件共32页哦1、两黑板揩样的金属块，均带电、两黑板揩样的金属块，均带电106 C，相，相距距0.1 m（或（或100 m）时相互作用的库仑力多大？）时相互作用的库仑力多大？2、两小球、两小球A、B分别带电分别带电10Q和和Q，则，则A对对B作作用力和用力和B对对A作用力哪个较大？作用力哪个较大？3、画出图中点电荷、画出图中点电荷q3的受力示意图的受力示意图例一：例一：第3页，此课件共32页哦有两个半径为有两个半径为r r的带电金属球中心相距为的带电金属球中心相距为L(L=4r),L(L=4r),对于它们之间的静电作用力（设各球带电量绝对值相同）对于它们之间的静电作用力（设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，只取决于电量第4页，此课件共32页哦 练习练习1 1：有三个完全相同、大小可以忽略的金属小有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球球A A、B B、C C，A A带电量带电量7Q7Q，B B带电带电-Q-Q，C C不带电，将不带电，将A A、B B固定起固定起来，然后让来，然后让C C球反复与球反复与A A、B B接触，最后移去接触，最后移去C C球，试问球，试问A A、B B间间的库仑力变为原来的多少？的库仑力变为原来的多少？解：由于解：由于C C在在A A、B B间反复接触间反复接触 故最终三个球的带电量必相同。故最终三个球的带电量必相同。故故第5页，此课件共32页哦练习练习2：两个放在绝缘架上的相同金属球，相距两个放在绝缘架上的相同金属球，相距为为d d，球的半径比，球的半径比d d小得多，分别带有电荷小得多，分别带有电荷q q和和3q3q，相互斥力为，相互斥力为3F3F。现将这两个金属球接触，然。现将这两个金属球接触，然后仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（后仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（）A A、0 B 0 B、F CF C、3F D3F D、4F 4F 相互作用力相互作用力相互作用力相互作用力BDBD第6页，此课件共32页哦 例例1 1、真真空空中中有有两两个个完完全全相相同同的的金金属属小小球球甲甲和和乙乙。给给甲甲球球带带上上大大小小为为q q1 1的的正正电电荷荷，给给乙乙球球带带上上大大小小为为q q2 2的的负负电电荷荷，把把两两球球放放在在距距离离为为r r的的两两点点，r r远远大大于于球球半半径径，两两球球间间相相互互作作用用的的库库仑仑力力大大小小为为F F。现现使使两两球球接接触触，然然后后分分开开放放回回原原处处，两两球球间间相相互互作作用用的的库库仑仑力力大大小小变变为为F F/8/8，则两球原来带电量大小的关系可能是：，则两球原来带电量大小的关系可能是：A Aq q 1 1=2=2 q q2 2 B B q q2 2=2=2 q q1 1 C Cq q1 1=4=4 q q2 2 D D q q2 2=8=8 q q1 1 第7页，此课件共32页哦拓展：两个带同种电荷的相同金属小球拓展：两个带同种电荷的相同金属小球(两两球距离远大于小球的直径）所带电量分别球距离远大于小球的直径）所带电量分别为为Q Q1 1，Q Q2 2，现让它们接触后再放回原处，那，现让它们接触后再放回原处，那么它们的相互作用与原来相比（么它们的相互作用与原来相比（）A.A.可能变大可能变大 B.B.可能变小可能变小 C.C.可能不变可能不变 D.D.以上三种都可能存在以上三种都可能存在解题提醒：运用数学规律解题提醒：运用数学规律第8页，此课件共32页哦4、半径为、半径为R、带电量为、带电量为Q的均匀带电圆环对的均匀带电圆环对放在环心的电量为放在环心的电量为q的点电荷的库仑力多大的点电荷的库仑力多大？上述环上截取长为上述环上截取长为L（LR）的一小段，该）的一小段，该段电荷对环心的点电荷的库仑力与剩余部分段电荷对环心的点电荷的库仑力与剩余部分对它的库仑力哪个较大？对它的库仑力哪个较大？上述剩余部分对环心点电荷的库仑力多大？上述剩余部分对环心点电荷的库仑力多大？例二：例二：第9页，此课件共32页哦练习：练习：半径为半径为R R的绝缘球壳上均匀带有电量为的绝缘球壳上均匀带有电量为+Q+Q的的电荷，在其球心电荷，在其球心O O处放一电量为处放一电量为Q Q的点电荷的点电荷 ，则该点，则该点电荷所受的静电力为多少？如在球壳上挖去半径为电荷所受的静电力为多少？如在球壳上挖去半径为（rRr2 2C C、若、若m m1 1=m=m2 2，则，则1 1=2 2D D、若、若m m1 1mm2 2，则，则1 12 2AB12第15页，此课件共32页哦 例例3 3、如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质如图所示，竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点点A A，A A点正上方的点正上方的P P点用绝缘丝线悬挂另一质点点用绝缘丝线悬挂另一质点B B,A A、B B两质点因为带电而相互排斥两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成致使悬线与竖直方向成角角,由于漏电由于漏电A A、B B两质点的带电量缓慢减小，在电两质点的带电量缓慢减小，在电荷漏完之前，关于悬线对悬点荷漏完之前，关于悬线对悬点P P的拉力的拉力F F1 1大小和大小和A A、B B间间斥力斥力F F2 2大小的变化情况大小的变化情况,下面说法中正确的是下面说法中正确的是 A A F F1 1保持不变保持不变 B B F F1 1先变大后变小先变大后变小 C C F F2 2保持不变保持不变 D D F F2 2逐渐减小逐渐减小 BAP第16页，此课件共32页哦 例例4 4、如图所示，在一条直线上有两个相距如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m0.4m的点的点电荷电荷A A、B B，A A带电带电+Q Q，B B带电带电9 9Q Q。现引入第三个点电荷。现引入第三个点电荷C C，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：C C应带什么性质的电荷应带什么性质的电荷？应放于何处？所带电量为多少？应放于何处？所带电量为多少？思路点拨：思路点拨：由于电荷之间的相互作用只能在电荷所在位置的连线上，根据由于电荷之间的相互作用只能在电荷所在位置的连线上，根据物体的平衡条件可知，电荷物体的平衡条件可知，电荷C C只能放在只能放在A A、B B所在的直线上。同时电荷只所在的直线上。同时电荷只有两种，先分析有两种，先分析C C带正电，放于带正电，放于A A、B B所在的直线上的任何地方，三者都不所在的直线上的任何地方，三者都不能平衡，所以能平衡，所以 C C只能带负电；又由于只能带负电；又由于B B所带电量多，根据库仑定律，电荷所带电量多，根据库仑定律，电荷C C只有靠近只有靠近A A，同时在，同时在BABA的延长线上（的延长线上（A A的左侧），的左侧），C C本身才可能平衡。本身才可能平衡。第17页，此课件共32页哦 例例4 4、如图所示，在一条直线上有两个相距如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m0.4m的点电的点电荷荷A A、B B，A A带电带电+Q Q，B B带电带电9 9Q Q。现引入第三个点电荷。现引入第三个点电荷C C，恰，恰好使三个点电荷处于平衡状态，问：好使三个点电荷处于平衡状态，问：C C应带什么性质的电荷？应带什么性质的电荷？应放于何处？所带电量为多少？应放于何处？所带电量为多少？答案：答案：C C应带负电，带电量为应带负电，带电量为9 9Q Q/4 4，放于，放于BABA延长线上延长线上距离距离A A 0.2m0.2m处。处。两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大第18页，此课件共32页哦练习：如图所示，练习：如图所示，q q1 1、q q2 2、q q3 3分别表示在一条直线上的三个点电荷，分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知已知q q1 1与与q q2 2之间的距离为之间的距离为l l1 1，q q2 2与与q q3 3之间的距离为之间的距离为l l2 2，且每个电荷都，且每个电荷都处于平衡状态。处于平衡状态。(1)(1)如果如果q q2 2为正电荷，则为正电荷，则q q1 1为为_电荷，电荷，q q3 3为为_电荷电荷.(2)(2)q q1 1、q q2 2、q q3 3三者电量大小之比是三者电量大小之比是_。答案：负；答案：负；负；负；第19页，此课件共32页哦q1q3三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律三个自由的点电荷只受库仑力的平衡规律 练习：练习：如图所示，三个点电荷如图所示，三个点电荷q1、q2、q3，固，固定在一直线上，定在一直线上，q2与与q3距离为距离为q1与与q2距离的距离的2倍，倍，每个点电荷所受静电力的合均为零，由此可以判每个点电荷所受静电力的合均为零，由此可以判定，三个点电荷的电荷量之比定，三个点电荷的电荷量之比q1：q2：q3为（为（）A.-9:4:(-36)B.9:4:36 C.-3:2:(-6)D.3:2:6两同夹异、两大夹小、近小远大两同夹异、两大夹小、近小远大q2第20页，此课件共32页哦Q1Q1-Q2q?拓展：如图在正方形的三个顶点处各固定一个点电荷拓展：如图在正方形的三个顶点处各固定一个点电荷Q Q1 1、Q Q2 2,电性如图，则在另一个顶点再放一个电性如图，则在另一个顶点再放一个q q电荷，电荷，要使要使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的电荷量的电荷量和电性能不能确定？和电性能不能确定？第21页，此课件共32页哦ff1f1FQ1Q1-Q2+q+qf1f1FfF=fF=f-q-q作业作业：课本：课本P9 P9 第第5 5题题第22页，此课件共32页哦三、用库仑定律解决动力学问题三、用库仑定律解决动力学问题第23页，此课件共32页哦例例1：真空中：真空中A、B两个点电荷相距两个点电荷相距L，质量分别为，质量分别为m和和2m，它们由静止开始运动（不计重力及其它作用，它们由静止开始运动（不计重力及其它作用力），开始时力），开始时A的加速度大小为的加速度大小为a，经过一段时间，经过一段时间B的的加速度大小也为加速度大小也为a，那么此时，那么此时A、B两点电荷间的距离两点电荷间的距离为为？第24页，此课件共32页哦练习：一根置于水平面上光滑玻璃管练习：一根置于水平面上光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全一样的弹性（绝缘体），内部有两个完全一样的弹性金属球金属球A、B，带电荷量分别为，带电荷量分别为9Q和和-Q，从图所示的位置由静止开始释放，问两球从图所示的位置由静止开始释放，问两球再经过图中位置时，两球的加速度是释放再经过图中位置时，两球的加速度是释放时的几倍？时的几倍？BA第25页，此课件共32页哦 例例2 2、在真空中两根绝缘细棒组成在真空中两根绝缘细棒组成V V字形装置，处于竖字形装置，处于竖直平面内，棒与竖直方向夹角为直平面内，棒与竖直方向夹角为，棒上各穿一个质量为，棒上各穿一个质量为m m的小球，球可沿棒无摩擦的滑下，两球都带的小球，球可沿棒无摩擦的滑下，两球都带+Q+Q的电量，现的电量，现让两小球从同一高度由静止开始滑下，问两球相距多远时让两小球从同一高度由静止开始滑下，问两球相距多远时速度最大？速度最大？mm+Q+Q答案：答案：第26页，此课件共32页哦例例3:如图所示，在光滑绝缘的水平面上，沿如图所示，在光滑绝缘的水平面上，沿一条直线依次排列三个等质量的带电小球一条直线依次排列三个等质量的带电小球A、B、C，在，在C上沿连线方向施加一恒力上沿连线方向施加一恒力F后，后，三小球恰能在运动中保持相对位置不变三小球恰能在运动中保持相对位置不变.已已知知A球电量是球电量是+10q，B球电量是球电量是+q，开始时，开始时，小球间距小球间距r也为已知也为已知,求求:小球小球C所带电量及电性所带电量及电性?所施恒力所施恒力F?A B C F第27页，此课件共32页哦隔离法:A：B：整体法：F=3ma联立求解得：分析:三个小球相对位置不变，相对静止一起在恒力作用下向右做匀加速运动.设加速度为a。对A，B小球,只有C球对A，B的作用力为引力时才能使A，B向右匀加速,即小球带负电。目 录 其中3maFFABFACAFABFBCB第28页，此课件共32页哦例例4:如图，在光滑绝缘的水平面上固定着如图，在光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为三个带电小球，它们的质量均为m，间，间距为距为r，其中，其中A、B带正电，电量均为带正电，电量均为q，现对，现对C施加一水平恒力施加一水平恒力F的同时放开三个小球，欲的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持使三个小球在运动过程中保持r不变，试求：不变，试求：、C球的电量和电性？球的电量和电性？、水平恒力、水平恒力F的大小？的大小？第29页，此课件共32页哦分析：分析：A，B随随C一起运动，一起运动，而且保持相对静止，则而且保持相对静止，则一起向右做匀加速直线一起向右做匀加速直线运动，运动，C一定带负电。一定带负电。对对A受力分析如图：受力分析如图：对对A：则则对整体：对整体：对对A：两式联立求解得：两式联立求解得：maFABFAC第30页，此课件共32页哦例例5：如如 图，图，A，B是两个带电小球，是两个带电小球，电量均外为电量均外为q,A固定在绝缘支固定在绝缘支架上，在架上，在A的正上方的正上方B放在一放在一块绝缘板上，现在手持绝缘块绝缘板上，现在手持绝缘板使板使B从静止开始以加速度从静止开始以加速度a竖直向下做匀加速运动竖直向下做匀加速运动ag,B的质量为的质量为m,求求B运动到离多远处时恰好对运动到离多远处时恰好对绝缘板无压力？绝缘板无压力？如果这个位置正好将初始如果这个位置正好将初始的的A，B高度分成高度分成2：1，B在在次前运动过程中电场力和板次前运动过程中电场力和板的支持力对做的功的代数和的支持力对做的功的代数和等于多少？等于多少？ABB第31页，此课件共32页哦分析：分析：1B随板一起加速下降过程中的受力如图随板一起加速下降过程中的受力如图则有：则有：2设设B下降的高度为下降的高度为S，则有：，则有：B下降下降S时的速度时的速度v：B下降过程中，由动能定理得：下降过程中，由动能定理得：即电场力和支持力对即电场力和支持力对B做负功。做负功。第32页，此课件共32页哦
