第九章 第2节 课时2 库仑定律的综合问题-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步课件（人教版2019）

物理 必修第三册 RJ 1 2 课时2 库仑定律的综合问题 刷基础 2 1.（多选）如图所示，三个完全相同的金属小球、、 位于等边三角形的三 个顶点上.和带正电，带负电，所带电荷量未知，则受到和 的静电力 的合力可能是( ) AB A. B. C. D. 题型1 静电力的叠加 3 解析 对的静电力表现为斥力，沿方向，对的静电力表现为引力，沿 方向，如图 所示，根据平行四边形定则，画出合力的大致方向，因为带电荷量未知，则与 的大小关系 不确定，则两个力的合力可能是题图中的，也可能是 ，A、B正确，C、D错误. 题型1 静电力的叠加 4 2.[河南信阳高级中学2024高二上月考改编] （多选）如图所示，同一直线上的三个点电荷 、 、恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知、间的距离是、 间距离的2倍.、、所带的电荷量数值分别为、、 .下列说法正确的是( ) ABC A.若、为正电荷，则为负电荷 B.若、为负电荷，则 为正电荷 C. D. 题型2 三个自由点电荷的平衡问题 5 解析 三个自由点电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，两大夹小，近小远 大”，所以和是同种电荷，是异种电荷，故A、B正确；根据库仑定律，对、 进行受力分 析，有，化简可得 ，故C正确，D错误. 题型2 三个自由点电荷的平衡问题 6 3.[四川绵阳南山中学2023高二上月考] 光滑绝缘水平面上相距为的点电荷、 带电荷量分别为 和，如图所示.今引入第三个点电荷，使三个点电荷都处于平衡状态，则 的电荷量和放 置的位置是( ) C A.，在左侧距为 处 B.，在左侧距为 处 C.，在右侧距为 处 D.，在右侧距为 处 题型2 三个自由点电荷的平衡问题 7 解析 光滑绝缘水平面上，、、 三个点电荷要平衡，三个点电荷必须在一条直线上，外侧两 个点电荷相互排斥，中间的点电荷吸引外侧两个点电荷，所以外侧两个点电荷电性相同，中间点 电荷与它们电性相反；要平衡中间点电荷的吸引力，必须满足外侧点电荷的电荷量大，中间点电 荷的电荷量小，所以必定带正电，且在的右侧，设所在位置到的距离为，则 所在位置到 的距离为，设的电荷量为，对由平衡条件得，解得，对 ，由平衡 条件得，解得，即带正电，电荷量为，在的右侧距为 处，C正确， A、B、D错误． 题型2 三个自由点电荷的平衡问题 8 【方法总结】本题为典型的三个自由点电荷仅在静电力作用下处于平衡状态问题，解决此类问题的关键是根据“两同夹异，两大夹小，近小远大”确定第三个点电荷的大体位置，再根据平衡条件列式求解. 题型2 三个自由点电荷的平衡问题 9 4.[天津静海一中2024高二上月考] 如图所示，质量分别是、 和带电荷 量分别为、 的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直 方向的夹角分别是 和 ，两小球恰在同一水平线上，那么( ) D A.两球一定带同种电荷 B.一定大于 C.一定等于 D.两球所受库仑力一定大小相等 题型3 库仑定律与力学的综合问题 10 解析 由题图可知，两球相互吸引，一定带异种电荷，故A错误；两球间的库仑力是一对相互作 用力，大小相等，无法判断电荷量的大小关系，故B错误，D正确；设两球间的库仑力大小为 ， 对两球分别有、 ，则有 ，因为 ，可得 ，故C错误. 题型3 库仑定律与力学的综合问题 11 5.[山西晋城一中2024高二上月考改编] 如图所示，用绝缘细线将带电小球1 连接并悬挂，带电小球2固定在绝缘支架上，两小球在同一水平线上，且处于 静止状态，细线与竖直方向的夹角为 .已知两小球1、2所带电荷量大小分别 为、，小球1的质量为，重力加速度为，静电力常量为 ，两小球均可 视为点电荷.则( ) D A.、 一定相等 B.两小球带同种电荷 C.细线的拉力大小为 D.两小球之间的距离为 题型3 库仑定律与力学的综合问题 12 解析 由题意可知，小球1处于静止状态，对小球1受力分析，如图所示， 可知两个带电小球之间为库仑引力，则两小球带异种电荷，但不能确定带 电小球的电荷量关系，A、B错误；对带电小球1由平衡条件可得 ，，联立解得， ，由库仑 定律得，解得两小球之间的距离为 ，C错误，D正 确. 题型3 库仑定律与力学的综合问题 13 6.如图所示，、两带电小球的质量分别为、 ，电荷量分别 为、，两小球用绝缘细线悬挂于点，平衡时、 两球处于同 一高度，与竖直方向的夹角分别为 、 ，已知细线长为 ， 重力加速度为，静电力常量为 .则( ) B A.、间库仑力大小为 B.细线的弹力大小为 C.、间库仑力大小为 D.、的质量之比为 题型3 库仑定律与力学的综合问题 14 解