高三物理一輪復習課件（人教版）：第1章第1節(jié)電荷守恒定律庫侖定律

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歡迎進入物理課堂 第1節(jié)電荷守恒定律庫侖定律 考點1 電荷守恒定律與庫侖定律的綜合運用 切入點 運用電荷守恒定律 庫侖定律分析 答案 C點評 只有兩個完全相同的金屬球接觸后再分開 它們所帶的電荷才會中和后再均分 考點2 應用庫侖定律的條件吧 例2 如圖6 1 1所示 兩個質量均為m的完全相同的金屬球殼a與b 其殼層的厚度和質量分布均勻 將它們固定于絕緣支座上 兩球心間的距離為L 為球半徑的3倍 若使它們帶上等量異種電荷 使其電荷量的絕對值均為Q 那么a b兩球之間的萬有引力F引與庫侖力F庫為 圖6 1 1 切入點 萬有引力定律 庫侖定律的適用條件 解析 萬有引力定律適用于兩個可看成質點的物體 雖然兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍 但由于其殼層的厚度和質量分布均勻 兩球殼可看做質量集中于球心的質點 因此 可以應用萬有引力定律 而本題中由于a b兩球所帶異種電荷相互吸引使它們各自的電荷分布不均勻 即相互靠近的一側電荷分布比較密集 又因兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍 不滿足L r的要求 故不能將兩帶電球殼看成點電荷 所以不能應用庫侖定律 綜上所述 對于a b兩帶電球殼的整體來說 滿足萬有引力的適用條件 不滿足庫侖定律的適用條件 故只有選項D正確 答案 D 題型一 帶電體的平衡 例3 豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的小球A 在Q的正上方的P點用絕緣絲線懸掛另一小球B A B兩小球因帶電而相互排斥 致使懸線與豎直方向成 角 如圖6 1 2所示 由于漏電 使A B兩小球的電荷量逐漸減少 懸線與豎直方向的夾角a逐漸變小 則在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力的大小將 圖6 1 2 A 保持不變B 先變小后變大C 逐漸變小D 逐漸變大 解析 A B兩小球所帶電荷量逐漸減小的過程中 B小球在任一時刻的受力情況如圖所示 小球B在重力mg 庫侖斥力F1 懸線拉力F2的作用下平衡 mg和F1的合力F與F2的大小相等 答案 A點評 解決帶電體的平衡問題 關鍵是正確找出物體受到的所有外力 作出受力圖 再根據合力為零的平衡條件求解 同時要善于發(fā)現隱含條件 如本題中的受力三角形與結構三角形的關系 題型二 帶電體的運動 例4 如圖6 1 3所示 均可視為質點的三個物體A B C穿在豎直固定的光滑絕緣細線上 A與B緊靠在一起 C緊貼著絕緣地板 質量分別為mA 2 32kg mB 0 20kg mC 2 00kg 其中A不帶電 B C的帶電量分別為qB 4 0 10 5C qC 7 0 10 5C 且電量都保持不變 開始時三個物體均靜止 現給物體A施加一個豎直向上的力F 使它由靜止開始向上做加速度a 4 0m s2的勻加速直線運動 經時間t F變?yōu)楹懔?已知g 10m s2 靜電力恒量k 9 109N m2 C2 求 1 時間t 2 在時間t內 若力F做的功WF 53 36J 則B所受的電場力對B做的功W 圖6 1 3 點評 對于帶電體的運動問題 要明確受力情況以及運動狀態(tài) 靈活運用運動學公式和牛頓運動定律 動能定理等規(guī)律求解 對于多對象問題 應根據問題的需要巧妙選取研究對象 靈活運用整體法和隔離法 此外 本題中A B恰好分離時是一個臨界狀態(tài) 抓住臨界狀態(tài)的物理特征是本題的突破口 1 2011 海南 三個相同的金屬小球1 2 3分別置于絕緣支架上 各球之間的距離遠大于小球的直徑 球1的帶電量為q 球2的帶電量為nq 球3不帶電且離球1和球2很遠 此時球1 2之間作用力的大小為F 現使球3先與球2接觸 再與球1接觸 然后將球3移至遠處 此時1 2之間作用力的大小仍為F 方向不變 由此可知 A n 3B n 4C n 5D n 6 D 2 如圖6 1 4所示 在光滑絕緣水平面上放置3個電荷量均為q q 0 的相同小球 小球之間用勁度系數均為k0的輕質彈簧絕緣連接 當3個小球處在靜止狀態(tài)時 每根彈簧長度為l 已知靜電力常量為k 若不考慮彈簧的靜電感應 則每根彈簧的原長為 圖6 1 4 C 3 2011 上海 如圖6 1 5 在水平面上的箱子內 帶異種電荷的小球a b用絕緣細線分別系于上 下兩邊 處于靜止狀態(tài) 地面受到的壓力為N 球b所受細線的拉力為F 剪斷連接球b的細線后 在球b上升過程中地面受到的壓力 A 小于NB 等于NC 等于N FD 大于N F 圖6 1 5 D 解析 本題考查連接體的動態(tài)受力平衡 考查學生對整體法 隔離法的掌握程度 剪斷細線前 整體 N G總 剪斷細線后 N G總 ma m為小球的質量 b球上升過程 庫侖力增大 a增大 FN F D項正確 4 2010 珠海模擬 如圖6 1 6所示 帶異種電荷的小球P和Q放在絕緣光滑水平面上 現將Q固定 給P一個垂直于PQ連線的初速度v0 使P在水平面內運動 則在P剛開始運動的一小段時間內 P的速度大小v和加速度大小a的變化是 A v和a一定變大B v和a可能不變C v可能不變 a一定變大 圖6 1 6 B 解析 Q固定 給P一個垂直于PQ連線的初速度v0 P有三種可能的運動情況 減速遠離 速度 加速度均減小 加速靠近 速度 加速度均增大 繞Q做勻速圓周運動 P的速度大小v和加速度大小a均不變 只有B正確 5 如圖6 1 7所示 半徑為r的硬橡膠圓環(huán)單位長度帶正電荷q 圓心O處放置一電荷量為 Q的點電荷 現截去頂部極小一段AB AB長度為L 且L r 靜電力常量為k 則剩余部分對 Q的靜電力的大小為 圖6 1 7 6 如圖6 1 8所示 質量為m的小球A穿在絕緣細桿上 桿的傾角為 小球A帶正電 電荷量為q 在桿上B點處固定一個電荷量為Q的正電荷 將A由距B豎直高度為H處無初速釋放 小球A下滑過程中電荷量不變 不計A與細桿間的摩擦 整個裝置處在真空中 已知靜電力常量k和重力加速度g 求 1 A球剛釋放時的加速度是多大 2 當A球的動能最大時 A球與B點的距離 圖6 1 8 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全