内容正文:
第九章 静电场及其应用
题组猜想
内容
题组一
库仑定律的理解和应用
题组二
库仑力作用下的平衡和变速运动
题组三
电场强度的理解和计算
题组四
带电粒子的运动轨迹问题
(
题组一
库仑定律的理解和应
用
)
1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。
2.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷,r为球心间的距离。
3.对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示。
(1)同种电荷:F<k; (2)异种电荷:F>k。
4.不能根据公式错误地认为r→0时,库仑力F→∞,因为当r →0时,两个带电体已不能看作点电荷了。
1.关于库仑定律的公式,下列说法正确的是( )
A. 当真空中的点电荷的相接触时,库仑力无穷大
B. 卡文迪许在实验室中测出了静电力常量
C. 对的库仑力可理解为在位置处产生的电场对的电场力
D. 当带电体为两个导体球球半径相对于距离不可忽略时,则指的是两球心间的距离
2.绝缘细线上端固定,下端悬挂一小球,由绝缘支架支撑着一小球,当靠近时,偏离竖直方向,如图所示.下列关于、带电情况表述正确的是( )
A. 可能不带正电 B. 、都带正电
C. 、都带负电 D. 、可能都不带电
3.下列说法中正确的是( )
A. 点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是存在的
B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C. 根据可知,当时,
D. 一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
4.如图所示,半径相同的两个金属球、带有等量的电荷,相隔一定距离,两球之间相互吸引力的大小为。今让第三个半径相同的不带电的金属球先后与、两球接触后移开,这时,、两球之间的相互作用力的大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,一条光滑绝缘柔软轻绳跨过一定滑轮,轻绳两端连接质量分别为、的两个带同种电荷的小球,稳定时,两侧轻绳的长度分别为、,且,与竖直方向的夹角分别为、。现缓慢减少小球的电荷量到一定值,系统重新稳定,两侧轻绳的长度分别变为,,与竖直方向的夹角分别变为、,关于稳定时的情景下列说法正确的是
( )
A. B. C. D.
(
题组二 库仑力作用下的平衡和变速运动
)
1.解题思路
(1)平衡问题,其解题思路与力学中的平衡问题一样,只是在原来受力的基础上多了库仑力,具体步骤如下:
(2)变速运动:若物体在包含库仑力作用下,做变速运动时,是非平衡状态,要用牛顿第二定律分析,当涉及多个带电体时,常用整体与隔离法。
2.特别提醒
注意库仑力的方向:同性相斥,异性相吸,沿两电荷连线方向。
1.如图所示,是点电荷电场中的一条直线,、是直线上两点,已知直线上点的电场强度最大,大小为,点电场强度大小为,已知、间的距离为,静电力常量为,则场源电荷的电量为
( )
A. B. C. D.
2.如图所示,两个带等量正电荷的小球、可视为点电荷,被固定在光滑绝缘的水平面上。、是小球、的连线的水平中垂线,且。现将一个电荷量很小的带负电的小球可视为质点,由点静止释放,在小球向点运动的过程中,下列关于小球的速度图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,带电荷量分别为和的两点电荷、,相距,问:
若、固定,在何处放置点电荷,才能使处于平衡状态?
在中的情形下,的电荷量和电性对的平衡有影响吗?
若、不固定,在何处放一个什么性质的点电荷,才可以使三个点电荷都处于平衡状态?
3.如图所示,在光滑绝缘水平面上固定着一根光滑绝缘的圆形滑槽,其圆心在点过点的一条直径上的、两点固定着两个点电荷其中,固定于点的为正电荷,电荷量大小为;固定于点的是未知电荷在它们形成的电场中,有一个可视为质点的,质量为、电荷量大小为的带电小球正在滑槽中运动,小球的速度方向始终平行于水平面若已知小球在点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度,间的距离为,,;静电力常量为.
试确定固定在点的电荷的带电性质并求出其电荷量大小.
试确定小球的带电性质.
试求出小球在点的运动速度大小.
4.如图所示,有一光滑竖直圆环轨道,为圆心,半径为,点与点等高,在最低点固定一点电荷,点恰能静止一质量为、电荷量为的带电小球,现将点电荷的电荷量增大为原来的两倍,小球沿圆环轨道向上运动到最高点时的速度为,取,静电力常量。求:
小球静止在点时点电荷的带电荷量;
点电荷的电荷量增大为原来的两倍后,小球在点刚开始运动时的加速度;
小球在点时对轨道的压力;
点电荷的电荷量增大为原来的两倍后,、两点间的电势差。
5.类比是研究问题常用的方法。
如图所示,在地面上方,将质量为的小球用长为