第九章 微专题1 库仑定律和电场强度（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（人教版）

人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 微专题1　库仑定律和电场强度 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 类型一　静电力作用下的平衡问题 1．带电体在静电力和其他力作用下处于平衡状态，物体所受合外力为零，因此可用共点力平衡的知识分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 2．分析静电力作用下点电荷平衡问题的步骤 (1)确定研究对象。如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”。 (2)对研究对象进行受力分析，此时多了静电力(F＝k)。 (3)建立坐标系。 (4)根据F合＝0列方程，若采用正交分解，则有Fx＝0，Fy＝0。 (5)求解方程。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 角度1　静电力作用下的静态平衡问题 　如图所示，质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，带电荷量也为q的小球B固定在O点正下方绝缘柱上。绝缘细线长为l，O点与小球B的间距为l，当小球A平衡时，悬线与竖直方向夹角θ＝30°。带电小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为k，则(　　) 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 A．A、B间库仑力大小F＝ B．A、B间库仑力大小F＝ C．细线拉力大小FT＝ D．细线拉力大小FT＝mg 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　带电小球A受力如图所示，OC＝l，即C点为OB中点，根据对称性知AB＝l。由库仑定律知A、B间库仑力大小F＝，细线拉力FT＝F＝，选项A、C错误；根据平衡条件得Fcos 30°＝mg，得F＝，绳子拉力FT＝，选项B正确，D错误。 [答案]　B 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 角度2　静电力作用下的动态平衡问题 [典例2]　(多选)竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷。现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示。如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较(　　) A．推力F将变大 B．竖直墙面对小球A的弹力变大 C．地面对小球B的支持力不变 D．两小球之间的距离变大 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　以A球为研究对象，分析受力，作出受力分析图如图甲所示，设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为FN1＝mAgtan θ，将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力FN1减小，故B错误；再以A、B整体为研究对象，分析受力如图乙所示，由平衡条件得F＝FN1，FN2＝(mA＋mB)g，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变，故A错误，C正确；由以上分析得到库仑 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 力F库＝，θ减小，cos θ增大，F库减小，根据库仑定律可知，两球之间的距离变大，故D正确。 　 [答案]　CD 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 针对训练 1.如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于静止状态时，悬线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则为(　　) A．2　　　　　　　　　 B．3 C．2 D．3 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 解析：由A的受力分析图可得F＝mgtan θ，由库仑定律得F＝，式中r＝lsin θ(l为悬线长度)，由以上三式可解得qB＝，因qA、m、g、l不变，则＝＝2，C正确。 答案：C 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 2.(多选)如图所示，一带电小球B用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球A与带电小球B处于同一水平线上，小球B平衡时细线与竖直方向成θ角(θ＜45°)。现在同一竖直面内缓慢向下(不是竖直向下)移动带电小球A，使带电小球B能够保持在原位置不动，直到小球A移动到小球B位置的正下方。对于此过程，下列说法正确的是(　　) A．小球A、B间的距离越来越小 B．小球B受到的库仑力先减小后增大 C．轻质细线的拉力一直在减小 D．轻质细线的拉力不可能减小为零 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 解析：画出小球B的受力图如图所示，则当小球B不动，A缓慢向下移动时，A对小球B的库仑力先减小后增大，根据库仑定律知，A、B间距先增大后减小；轻质细线的拉力FT一直在减小，当A到达B的正下方时，轻质细线的拉力减小为零。故B、C正确，A