高三物理一輪復(fù)習(xí)課件（人教版）：第1章第1節(jié)電荷守恒定律庫(kù)侖定律

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)電荷守恒定律庫(kù)侖定律 考點(diǎn)1 電荷守恒定律與庫(kù)侖定律的綜合運(yùn)用 切入點(diǎn) 運(yùn)用電荷守恒定律 庫(kù)侖定律分析 答案 C點(diǎn)評(píng) 只有兩個(gè)完全相同的金屬球接觸后再分開(kāi) 它們所帶的電荷才會(huì)中和后再均分 考點(diǎn)2 應(yīng)用庫(kù)侖定律的條件吧 例2 如圖6 1 1所示 兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b 其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻 將它們固定于絕緣支座上 兩球心間的距離為L(zhǎng) 為球半徑的3倍 若使它們帶上等量異種電荷 使其電荷量的絕對(duì)值均為Q 那么a b兩球之間的萬(wàn)有引力F引與庫(kù)侖力F庫(kù)為 圖6 1 1 切入點(diǎn) 萬(wàn)有引力定律 庫(kù)侖定律的適用條件 解析 萬(wàn)有引力定律適用于兩個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體 雖然兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍 但由于其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻 兩球殼可看做質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn) 因此 可以應(yīng)用萬(wàn)有引力定律 而本題中由于a b兩球所帶異種電荷相互吸引使它們各自的電荷分布不均勻 即相互靠近的一側(cè)電荷分布比較密集 又因兩球心間的距離L只有其半徑r的3倍 不滿足L r的要求 故不能將兩帶電球殼看成點(diǎn)電荷 所以不能應(yīng)用庫(kù)侖定律 綜上所述 對(duì)于a b兩帶電球殼的整體來(lái)說(shuō) 滿足萬(wàn)有引力的適用條件 不滿足庫(kù)侖定律的適用條件 故只有選項(xiàng)D正確 答案 D 題型一 帶電體的平衡 例3 豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的小球A 在Q的正上方的P點(diǎn)用絕緣絲線懸掛另一小球B A B兩小球因帶電而相互排斥 致使懸線與豎直方向成 角 如圖6 1 2所示 由于漏電 使A B兩小球的電荷量逐漸減少 懸線與豎直方向的夾角a逐漸變小 則在電荷漏完之前懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力的大小將 圖6 1 2 A 保持不變B 先變小后變大C 逐漸變小D 逐漸變大 解析 A B兩小球所帶電荷量逐漸減小的過(guò)程中 B小球在任一時(shí)刻的受力情況如圖所示 小球B在重力mg 庫(kù)侖斥力F1 懸線拉力F2的作用下平衡 mg和F1的合力F與F2的大小相等 答案 A點(diǎn)評(píng) 解決帶電體的平衡問(wèn)題 關(guān)鍵是正確找出物體受到的所有外力 作出受力圖 再根據(jù)合力為零的平衡條件求解 同時(shí)要善于發(fā)現(xiàn)隱含條件 如本題中的受力三角形與結(jié)構(gòu)三角形的關(guān)系 題型二 帶電體的運(yùn)動(dòng) 例4 如圖6 1 3所示 均可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體A B C穿在豎直固定的光滑絕緣細(xì)線上 A與B緊靠在一起 C緊貼著絕緣地板 質(zhì)量分別為mA 2 32kg mB 0 20kg mC 2 00kg 其中A不帶電 B C的帶電量分別為qB 4 0 10 5C qC 7 0 10 5C 且電量都保持不變 開(kāi)始時(shí)三個(gè)物體均靜止 現(xiàn)給物體A施加一個(gè)豎直向上的力F 使它由靜止開(kāi)始向上做加速度a 4 0m s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 經(jīng)時(shí)間t F變?yōu)楹懔?已知g 10m s2 靜電力恒量k 9 109N m2 C2 求 1 時(shí)間t 2 在時(shí)間t內(nèi) 若力F做的功WF 53 36J 則B所受的電場(chǎng)力對(duì)B做的功W 圖6 1 3 點(diǎn)評(píng) 對(duì)于帶電體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 要明確受力情況以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律 動(dòng)能定理等規(guī)律求解 對(duì)于多對(duì)象問(wèn)題 應(yīng)根據(jù)問(wèn)題的需要巧妙選取研究對(duì)象 靈活運(yùn)用整體法和隔離法 此外 本題中A B恰好分離時(shí)是一個(gè)臨界狀態(tài) 抓住臨界狀態(tài)的物理特征是本題的突破口 1 2011 海南 三個(gè)相同的金屬小球1 2 3分別置于絕緣支架上 各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑 球1的帶電量為q 球2的帶電量為nq 球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn) 此時(shí)球1 2之間作用力的大小為F 現(xiàn)使球3先與球2接觸 再與球1接觸 然后將球3移至遠(yuǎn)處 此時(shí)1 2之間作用力的大小仍為F 方向不變 由此可知 A n 3B n 4C n 5D n 6 D 2 如圖6 1 4所示 在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為q q 0 的相同小球 小球之間用勁度系數(shù)均為k0的輕質(zhì)彈簧絕緣連接 當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí) 每根彈簧長(zhǎng)度為l 已知靜電力常量為k 若不考慮彈簧的靜電感應(yīng) 則每根彈簧的原長(zhǎng)為 圖6 1 4 C 3 2011 上海 如圖6 1 5 在水平面上的箱子內(nèi) 帶異種電荷的小球a b用絕緣細(xì)線分別系于上 下兩邊 處于靜止?fàn)顟B(tài) 地面受到的壓力為N 球b所受細(xì)線的拉力為F 剪斷連接球b的細(xì)線后 在球b上升過(guò)程中地面受到的壓力 A 小于NB 等于NC 等于N FD 大于N F 圖6 1 5 D 解析 本題考查連接體的動(dòng)態(tài)受力平衡 考查學(xué)生對(duì)整體法 隔離法的掌握程度 剪斷細(xì)線前 整體 N G總 剪斷細(xì)線后 N G總 ma m為小球的質(zhì)量 b球上升過(guò)程 庫(kù)侖力增大 a增大 FN F D項(xiàng)正確 4 2010 珠海模擬 如圖6 1 6所示 帶異種電荷的小球P和Q放在絕緣光滑水平面上 現(xiàn)將Q固定 給P一個(gè)垂直于PQ連線的初速度v0 使P在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) 則在P剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的一小段時(shí)間內(nèi) P的速度大小v和加速度大小a的變化是 A v和a一定變大B v和a可能不變C v可能不變 a一定變大 圖6 1 6 B 解析 Q固定 給P一個(gè)垂直于PQ連線的初速度v0 P有三種可能的運(yùn)動(dòng)情況 減速遠(yuǎn)離 速度 加速度均減小 加速靠近 速度 加速度均增大 繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng) P的速度大小v和加速度大小a均不變 只有B正確 5 如圖6 1 7所示 半徑為r的硬橡膠圓環(huán)單位長(zhǎng)度帶正電荷q 圓心O處放置一電荷量為 Q的點(diǎn)電荷 現(xiàn)截去頂部極小一段AB AB長(zhǎng)度為L(zhǎng) 且L r 靜電力常量為k 則剩余部分對(duì) Q的靜電力的大小為 圖6 1 7 6 如圖6 1 8所示 質(zhì)量為m的小球A穿在絕緣細(xì)桿上 桿的傾角為 小球A帶正電 電荷量為q 在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電荷量為Q的正電荷 將A由距B豎直高度為H處無(wú)初速釋放 小球A下滑過(guò)程中電荷量不變 不計(jì)A與細(xì)桿間的摩擦 整個(gè)裝置處在真空中 已知靜電力常量k和重力加速度g 求 1 A球剛釋放時(shí)的加速度是多大 2 當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí) A球與B點(diǎn)的距離 圖6 1 8 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全