(免费)电荷守恒库仑定律 习题课经典.pdf

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1、一、概念掌握一、概念掌握1 1、元电荷、元电荷例例 1 1关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（）A物体所带的电荷量可以为任意实数B物体所带的电荷量只能是某些特定值C物体带电1.6010-9C，这是因为该物体失去了1.01010个电子D物体带电荷量的最小值为1.610-19C导析导析理解元电荷的物理意义，明确物体带电的本质原因，即可正确作出判断.解答解答物体带电的原因是电子的得失，故物体所带电荷量必为e的整数倍，A 错，B、C、D 对正确答案为 B、C、D2 2、接触起电，电荷平均分配、接触起电，电荷平均分配例例 2 2.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球 A 带有 2.010-5

2、C 的正电荷，小球 B、C 不带电现在让小球C 先与球 A 接触后取走，再让小球B 与球 A 接触后分开，最后让小球 B 与小球 C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？例例有三个完全相同的金属球A、B、C，A带电量7Q，B带电量Q，C不带电将A、B固定，且A、B间距离远大于其半径然后让C反复与A、B接触，最后移走C球试问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍？导析导析本题涉及中和、接触起电等现象及电荷守恒定律、库仑定律等知识，在审题时，能从“C反复与A、B接触”这句话中挖掘出最终三球带电量相同这一隐含条件是至关重要的解答解答C球反复与A、B接触，最后三个球带相同的电量，其电量7Q(Q)2

3、Q.Q3设A、B球间距离为r，其原先的相互作用力大小q1q27Q QQ2F k2 k2 7k2rrrA、B球碰后的相互作用力大小q1q22Q2QQ2 k 4k2，F k22rrrF 4F.7故A、B间的相互作用力变为原来的4倍73 3、将带电体视作点电荷的条件、将带电体视作点电荷的条件例 2.两个半径为 r 的金属球如图所示放置。若两球带有等量异种 Q 时，两球间的相互作用的店里大小为 F，则（）(若带等量异种电荷选哪个？)Q2Q2AF kBF k16r216r2F kQ无法判断216r24r导析导析由于带电球间电荷的相互作用，使其电荷中心并不位于其球心处，故引起库仑力公式中的r发生了变化解答

4、解答将两带电金属球视为电荷集中于球心的点电荷，根据库仑定律有q1q2Q2F k2 k.2r16r故由此很容易错选 A 事实上球的线度与两球之间的距离差不多，且两金属球带异种电荷，相互吸引的电力使两球上的电荷分布不均匀，故不能将两球视为电荷集中于球心的点电荷分析问题时，要特别注意由此引起的r的变化所带异种电荷的吸引作用，使电荷较多地分布在彼此靠近的球面处，使两球Q2上的“电荷中心”之间的距离小于4r，故F k，选项 B 正确216r例例如图 1-1-3 所示，真空中有一直径为R的带电圆盘，圆心为O，圆盘外有A、B两点，其连线过圆心O点且与盘面垂直，若OA AB R，有一电荷在A点受带电圆盘的力为

5、F，则它在B点时的受力为()F B4F4F C D.以上答案都不对2 A.导析导析在应用物理定律前首先要分析是否满足库仑定律成立的条件 因此，做本题时只要先思考一下库仑定律成立的条件即可避免出错q q1解答解答由F k122，因q1q2不变，所以F 2r变为原来的 2 倍，F将变rr1为原来的，故本题很容易错选A 但必须注意，因为本题中不满足“点电荷”这4个条件，故不能应用库仑定律求解因此正确答案应选 D.拓展拓展带电圆盘直径为10cm，使相距10m处的质子所受库仑力为F，那么质子在相距120m处受力为F对吗？答案：对4二、常见题型二、常见题型1 1、补偿法、补偿法例例 4.4.如图所示，一个

6、半径为 R 的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q 的电荷另一个电荷量为+q的点电荷固定在该球壳的球心O处 现在从球壳最左端M挖去一个半径为（r rR）的小圆孔，则此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何？MO导析导析本题需用补偿法，即把挖去小孔的情况等效为不是挖去小孔而是在小孔处补上一个等量的负电荷，这样可大大简化解题过程但需要注意的是，添补电荷的结果应以不影响原带电体的电荷分布为前提解答解答对于带电球体，可把它分割成很多小块，以致每一小块都可看成点电荷，这样每一小缺点电荷对放在球心的点电荷的库仑力大小相等、方向对称相反，因而点电荷q所受合力为零挖去小孔后，相当于在小孔处放一等量异种

7、点电荷q则QQr22r 2q24R4RQr2q2qqkqQr24Rq对q施加的库仑力F k2 k22RR4R方向由球心指向小孔中心，例例 5 5一半径为的硬橡胶圆环均匀带负电，电量为Q，若截取环顶部的一小段圆弧S，S L，且L r，求剩余电荷对放在环心处带电量为的正点电荷产生的库仑力的大小qQL和方向。答案：k；由环心指向被截处32r.平衡问题平衡问题2.如图所示，把大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和 B 互相排斥，静止时，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为 和，且，由此可知（D）AB 球受到的库仑力较大，电荷量较大BB 球的质量较大ABCB 球受到细线的拉力较大D两球接触后，再静止时，A 球

8、的悬线与竖直方向的夹角仍然小于B 球的悬线与竖直方向的夹角例例 9 9如图 1-1-11 所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且三个点电荷都处于平衡状态.(1)若q2为正电荷，则q1为_电荷,q3为_电荷(2)q1、q2、q3三者电量大小之比是_.运动问题运动问题例例 9 9如图所示，质量均为m 的三个带电小球 A、B、C 放置在光滑绝缘的水平直槽上，AB间和 BC 间的距离均为 L已知 A 球带电量为 QA=8q，B 球带电量为 QB=q，若在 C 球上施加一个水平向右的恒力F，恰好能使A、B、C 三个小球保持相对静止，共同向右加速运动。求：拉力 F 的大小C 球的带电量 QCABCF导析导析库仑定律与力学中物体的平衡、牛顿第二定律、功和能等内容相综合时，其解题思路和方法与力学中完全相同，只不过在受力分析时，要多考虑一个库仑力的作用，本题要注意运用整体法和隔离法进行分析和求解，解答解答因为A、B、C三球保持相对静止，故有相同的状态，对它们整体进行研究，由牛顿第二定律，有F 3ma.对A球分析，可知C球电性应与A球和B球相异，则有kQCQAQAQBk ma22(2L)LQCQBQAQBk ma22LL对B球分析，有k联立式求得QC16q，72kq2F.L2