第九章 静电场及其应用 习题课1 库仑定律的应用-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册人教版2019（课件）

第九章 静电场及其应用 习题课1　库仑定律的应用 必修第三册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 RJ 1 核心 目标 1. 进一步理解库仑定律的内涵和适用条件，理解静电力的特性，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力． 2. 能求解含静电力的共点力平衡问题、动力学问题及图像类问题． 关键能力 • 拓展应用 3 1 涉及静电力的平衡问题解题步骤 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　　如图所示，V形对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α＝60°，其中斜面N光滑．两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则P与M间的动摩擦因数至少为 (　　) 1 D　 典题固法 关键能力•拓展应用 解析：滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带同种电荷，两者之间为静电斥力，设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示．对Q分析，在沿斜面方向有mgcos 30°＝Fcos 30°，可得F＝mg，而对P分析，动摩擦因数最小时有N2＝F＋mgsin 30°，f＝μN2，f＝mgcos 30°，联立解得μ＝ ，故选D. 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球(可视为质点)系于同一点，A球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态．两球所带电荷量分别为QA＝2q和QB＝4q.现将B球与A球接触后再次释放，稳定后两球均静止，下列说法中正确的是 (　　) A. B球的电荷量不变 B. 轻绳对B球的拉力变大 C. A、B两球间静电力变小 D. A、B两球间距离变大   2 D　 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 涉及静电力的动力学问题 带电体在静电力参与下做直线或曲线运动，做加速或减速运动，与动力学问题的分析方法完全相同，在受力分析时不要漏掉静电力，带电体的运动仍然满足牛顿第二定律、向心力关系、动能定理等． 2 典题固法 关键能力•拓展应用 　　　如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是 (　　) 3 B　 A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 典题固法 关键能力•拓展应用 典题固法 关键能力•拓展应用 　如图所示，电荷量Q＝2×10-7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10-4 kg、电荷量q＝1×10-7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点．若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，取g＝10 m/s2，求： (1) B释放时的加速度大小． 答案：6.4 m/s2　 4 解析：(1) 取向下为正方向，根据牛顿第二定律有mg－ ＝ma 代入数据解得a＝6.4 m/s2. 典题固法 关键能力•拓展应用 (2) P、O间的距离L. 答案：0.3 m 解析：当B受到合力为零时，速度最大，则P、O间的距离L满足mg＝ 代入数据解得L＝0.3 m. 典题固法 关键能力•拓展应用 1. (多选)下列各图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．其中A球能保持静止的是 (　　) AD　 解析：A、D图中，对A球进行受力分析， 如图甲所示，根据力的合成，可知三个力合 力可以为0，故A、D正确； A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D 甲 随堂内化 关键能力•拓展应用 B、C图中，对A球进行受力分析，如图乙所示，根据力的合成，可知道任意两个力的合力的方向不可能与第三个力方向相反，故B、C错误． 乙 随堂内化 关键能力•拓展应用 2. (多选)如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法中正确的是 (　　) AC　 随堂内化 关键能力•拓展应用 随堂内化 关键能力•拓展应用 3. 如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L(L比球半径r大得多).B球带电荷量为QB＝－3q，A球带电荷量为QA＝＋6q，若在C上加一个水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动．求： (1) F的大小． (2) C球所带电荷量为多少？带何种电荷？ 随堂内化 关键能力•拓展应用 解析：将A、B、C三小球看成一个系统，则三个小球之间的静电力为系统内力，当C上加一恒力F，并使三球始终保持L的间距运动，则三球的加速度相同，均为 ，且方向为