第9章 专题拓展1 库仑力作用下的平衡问题（课件PPT）-【优化指导】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 专题拓展1　库仑力作用下的平衡问题 栏目索引 关键能力·互动探究 素养训练·学业评价 物理观念 科学思维 科学态度与责任 　　进一步掌握库仑力的计算公式及库仑力方向判定的方法。 1.会对库仑力作用下的带电体进行受力分析。 2．会运用合成法、分解法处理共点力作用下的平衡。 　　通过实际问题的解决，体会物理学的和谐统一之美，激发学生探索自然的主动性。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 关键能力·互动探究 1．平衡条件：每个点电荷受到另外两个电荷的库仑力必须大小相等，方向相反。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 2．平衡规律 “三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”——正、负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 3．只要其中两个点电荷平衡，第三个点电荷一定平衡，只需根据平衡条件对其中的两个点电荷列式即可。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 【例1】 如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(　　　　　) C 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 解析： 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 [练1] 如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电轻质小球a、b，左边放一个带正电的固定球，电荷量为＋Q，两悬球都保持竖直方向。下列说法正确的是(　　　　　) A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小 C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小 B 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 解析： 要使a、b平衡，必须有a带负电，b带正电，且a球电荷量较小，B正确。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 分析静电力作用下点电荷的平衡问题时，方法仍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，要依据题意，用“整体法”或“隔离法”选取合适的研究对象。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 【例2】 如图所示，由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO 组成的绝缘直角支架，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球 P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向右移 动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变， 与移动前相比(　　　　　) A．杆AO对P的弹力减小 B．杆BO对Q的弹力减小 C．P、Q之间的库仑力增大 D．杆AO对P的摩擦力增大 B 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 解析： 设小球Q所受库仑力方向与竖直杆间的夹角为θ，取小球Q为研 究对象，受重力、弹力和库仑力平衡，P缓慢地向右移动一小段 距离，若P、Q间的距离不变，则库仑力大小不变，由于库仑力 与竖直方向的夹角变小，如图所示，则库仑力F的竖直分量F cosθ大于重力，故P、Q间距离变大，则F变小，在水平方向有F sin θ＝NQ，F变小，sin θ变小，所以NQ变小，即杆BO对Q的弹力减小，B正确，C错误；取P、Q整体为研究对象，则fP＝NQ，NP＝(mP＋mQ)g，结合A、B选项分析可知，杆AO对P的摩擦力减小，杆AO对P的弹力不变，A、D错误。 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 [练2] 如图所示，物体P、Q可视为点电荷，电荷量相同。倾角为θ、质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上。当物体Q放在与P等高(P、Q连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，重力加速度为g，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　　　　) D 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 解析： 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 1．如图所示，点电荷q1、q2、q3固定在一条直线上，q2与q3的距离是q1与q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为0，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3可能为(　　　　　) A．－9∶4∶－36 B．9∶4∶36 C．－3∶2∶－6 D．3∶2∶6 素养训练·学业评价 A 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场及其应用 解析： 返回导航 高中物理　必修3　 第九章　静电场