第九章 培优课一 静电力作用下的平衡-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第九章静电场及其应用 A.F=k qig 4.(静电力的计算)如图所示，M、N和P是以 (3R)2 MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧 A>祭 的圆心，∠MOP=60°.电荷量相等、符号相反 CF<k祭 的两个点电荷分别置于M,N两点，这时处于 O点的点电荷所受静电力大小为F1:若将N D.以上均不对 点处的点电荷移至P点，则O点的点电荷所受 3.(本仑定律的应用)两个分别带有电荷量一2Q 静电力大小变为F.F,与F2之比为() 和十6Q的相同金属小球（均可视为点电荷）， 固定在相距为”的两处，它们间库仑力的大小 为F,若两小球相互接触后将其固定距离变为 2,则两球间库仑力的大小为 A.1:2 B.2:1 A.12F C.2:3 D.4:3 c 友情提示完成P1,课时作业（二） 培优课一静电力作用下的平衡 答案精解Pm [学习目标]1.会进行静电力作用下物体的受力分析（科学思维）.2.能够应用平衡条件解决库仑力作 用下的平衡问题（科学思维）.3.会应用牛顿运动定律结合库仑定律解决带电体的加速运动问题（科学 思维). 课堂·深度探究 考点一同一直线上三个点电荷的平衡问题 处于平衡状态 共线的三个自由电荷的平衡问题有关特点： 1.三个自由电荷的平衡规律 (1)如果g2为正电荷，则91为 电荷， “三点共线”—三个点电荷分布在同一条直 9为 电荷 线上： (2)g1,二者电荷量大小之比是 “两同夹异”一正、负电荷相互间隔： “两大夹小”一中间电荷的电荷量最小： 思维导引：受力分析→库仑定律和平衡条件 “近小远大”一中间电荷靠近电荷量较小的 →判断电荷电性和列平衡方程·求解。 电荷 【变式1】如图所示，同一直线上的三个点电荷 2.只要其中两个点电荷平衡，第三个点电荷一定 4、9、9,恰好都处在平衡状态，除相互作用 平衡，只需根据平衡条件对其中的任意两个点 的静电力外不受其他外力作用.已知q1、9间 电荷列式即可。 的距离是q、9间距离的2倍.下列说法错误 【例题1】如图所示，q、9、9分别表示在一条直 的是 线上的三个点电荷，已知与9之间的距离 为4，q与q之间的距离为2，且每个电荷都 ·11 物理必修第三册课堂学案 A.若9：、qs为正电荷，则9为负电荷 【变式2】如图所示，三个不带电的绝缘小球用完 B.若q、9为负电荷，则q2为正电荷 全相同的轻质弹簧相连，置于光滑绝缘水平 C.4:9e:9e=9:4￥36 面上.球心连线围住的面积为S.若让小球均 D.q1:q:9a=36:4:9 带Q的电量，面积变成4S,如果让小球均带 考点二非共线力作用下带电体的平衡 Q的电量，发现面积变成9S,则Q与Q与 分析静电力作用下点电荷的平衡问题时，方法仍 的关系是 () 然与力学中分析物体的平衡方法一样，具体步骤 如下： (1)确定研究对象：如果有几个物体相互作用时， OMMe 要依据题意，用“整体法”或“隔离法”选取合适的 研究对象 A8-月 8-号 (2)对研究对象进行受力分析，此时多了静电力 (F-kQQ). c8-号 8- 考点三静电力作用下的加速问题 (3)根据F合=0列方程，若采用正交分解，则有 静电力作用下的动力学问题可以归纳为“电学问 F=0,F,=0. 题、力学方法”.遵循力学规律和力的运算法则 (4)解方程求出未知量. 【例题2】如图所示，物体P、Q可视为点电荷，所 在分析具体问题时应注意： 带电荷量相同.倾角为0、质量为M的粗糙绝 (1)受力分析：除分析重力、弹力、摩擦力等之外， 缘斜面体放在粗糙水平面上.将P放在斜面 还要分析静电力的作用. 上，当Q固定在与P等高(PQ连线水平)且 (2)状态分析：通过分析确定带电体运动状态 与P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜 (3)根据问题情境和提供的条件选取适当的物理 面的摩擦力为O,斜面体保持静止.已知P的 规律列方程求解。 质量为m,重力加速度为g,静电力常量为 【例题3】如图所示，均可视为质点的三个物体 k.求： A、B、C放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上， (1)P、Q所带电荷量的大小： 开始A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板 (2)斜面体对地面的压力大小。 上，质量分别为mA=0.40kg,mB=0.10kg, 18 P 其中A绝缘且不带电，B、C的电荷量分别为 Qm=Q=十5×10iC,且保持不变，开始时 思维导引：由物体在斜面上静止可得受力平 三个物体均保持静止，现用一平行于斜面向 衡，对物体P受力分析，用平衡条件列式，求 上的力F拉物体A,使它沿斜面向上做匀加 出相关量 速直线运动，运动2m后F不再变化.已知静 电力常量为k=9.0×10°N·m/C,g取 10m/s,求： (1)开始时BC间的距离L,: (2)物体A向上运动2m所用的时间： (3)此过程中