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第3课时 第二节 探究静电力(二)

发布时间:2013-09-24 10:30:16  

作业(P33页习题1)真空中有二个完全相同的金

属小球a、b,它们带同种电荷,电荷量相等.另有 一个相同的金属小球c,所带电荷量为a小球的5 倍,电性相同.使C小球依次与a,b小球接触一下, 然后移开.求a、b两带电小球的静电力是原来的 几倍.

Q?Q 解:1)接触前a、b之间的静电力 F ? k 2 r
/

3Q ? 2Q 2)接触后a、b之间的静电力 F ? k 2 r
由上两式得
F ? 6F
/

第3课时 第二节 探究静电力(二)

一、库仑定律

q1q2 1、表达式: F ? k 2 r
K为静电力常:K=9.0×109N· 2/C2 m 计算大小时只将电荷量的绝对值代入.

在两点电荷的连线上, 2、方向: 同种电荷相斥,异种电荷相吸.

问1:如右图所示,三个完全相同的金属小球a、 b、c 位于等边三角形的三个顶点上,a和c带 正电,b带负电,a、b所带电量的大小相等。 已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条 有向线段中的一条来表示,它应是( A ) a b A.F1

B.F2
C.F3 F3

F2

c
F1

D.F4
F4

问2:如右图所示,三个完全相同的金属小球a、 b、c 位于等边三角形的三个顶点上,a和c带 正电,b带负电,a所带电量的大小比b的小。 已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条 有向线段中的一条来表示,它应是( B ) a b A.F1

B.F2
C.F3 F3

F2

c
F1

D.F4
F4

问3、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点,角B为30度,现在A、B两点放置电荷qA, qB,,测得在C点处正点电荷受静电力方向与AB 负 平行向左,则A带____电,

1:8 qA: qB=_________
C
FC

A

B

问3、如图A、B、C三点位一直角三角形的三个 顶点,角B为30度,现在A、B两点放置电荷qA, qB,,测得在C点处正点电荷受静电力方向与AB 1:8 负 平行向左,则A带____电,qA: qB=_________ 解:由图可知F1=2F2 令AC为r,则BC为2r
F1 FC F2

q ? qB F1 ? K 2 ( 2r ) q ? qA F2 ? K 2 r

C

+q

+qB
B

-qA
A

由上三式得qA:qB=1:8

问4:真空中相距为L的两个小球放在绝缘光滑 的水平面上,带电量分别为qA=qB=+Q.若引入笫 三个带电小球C,欲便A、B、C三个带电小球保 持静止,则C球应放在何处?小球C的带电量为多 少?带什么电?
+

+

A

B

问5:真空中相距为L的两个小球放在绝缘光滑 的水平面上,带电量分别为qA=+Q.qB=-Q.若引 入笫三个带电小球C,欲便A、B、C三个带电小 球保持静止,则C球应放在何处?小球C的带电量 为多少?带什么电?
+ -

A

B

课堂练习--叫两位同学上台做
练6:真空中相距为L的两个小球放在绝缘光滑 的水平面上,带电量分别为qA=+Q,qB=-4Q/9.若 引入笫三个带电小球C,欲便A、B、C三个带电 小球保持静止,则C球应放在何处?小球C的带电 量为多少?带什么电?


练7(P33页习题3)如图所示,带相同电荷的两个小 球的质量均为m,两根细线 的长度同为L,己知两细线 间的夹角为2θ,

求每个小 球上带电荷量.

6解:

+

FAB

qA

L

qB

-

FCB FBC + FAC

x

qC

q A ? qC qB ? qC 对C:k ? ?k? ...... ① 2 2 x ?L ? x ?

qB ? qC q A ? qB 对B:k ? ?k? ......② 2 2 L x

解得: ? 2 L, qC ? 4Q, 且电性为“?” x
总结: 三个电荷要平衡,三点必需共直线; 两边电量比中大,中间电性与边异.

练7(P33页习题3)如图所示,带相同电荷的两个小 球的质量均为m,两根细线的长度同为L,己知两 细线间的夹角为2θ,求每个小球上带电荷量.

θ

θ

练7.解:设每个小球上的带电荷量分别为Q 1)小球受重力,库仑力和绳的拉力.由平衡可知

F tan ? ? mg
2)由库仑定律
θ

T
θ

θ

Q F?K 2 (2 L sin ? )

2

F mg

由上两式得

mg tan ? Q ? 2 L sin ? K

问8
两个带电小球A、B的质量分别为m1 , m2 , 带电量 分别为q1 , q2 , 静止时两悬线与竖直方 向的夹角分 别为?1 ,? 2 , 且A、B恰好处于同一水平面上 , 则( CD )

A.若q1 ? q2 , 则?1 ? ? 2

B.若q1 ? q2 , 则?1 ? ? 2 C.若m1 ? m2 , 则?1 ? ? 2 D.若m1 ? m2 , 则?1 ? ? 2
A

?1 ? 2

B

问9:如图所示,用两根等长的细线各悬挂一个小 球,并固定于同一点,已知它们质量相同,当 它们带上同种电荷时,相距r而平衡,若将它们 电量都减小一半,待它们重新平衡后,两球间 的距离将( A ) A、大于r/2 B、等于r/2
θ θ

C、小于r/2
若等于r/2,

D 、不能确定
Q Q ? 2 2 ? K Q?Q F?K r 2 r2 ( ) 2

则F不变

而电量减小,F应减小,故距离大于r/2

作业:如图A、B两个点电荷,相距为r,A带有9Q的正 电荷,B带有4Q的正电荷.1)如果A和B固定,应如 何放置第三个点电荷C,才能使此电荷处于平衡 状态?此时对C的电性及电量q有无要求?2)如 果A和B是自由的,又应如何放置第三个点电荷, 使系统处于平衡状态?此时对第三个点电荷C的 电量q的大小及电性有无要求?
9Q
4Q

3)如果A和B是自由的,而B电荷变为负4Q,又应 如何放置第三个点电荷,使系统处于平衡状态? 此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有 -4Q 9Q 无要求?

思考题1:优生做 1:两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点O,两 小球因带同号电荷而使球b悬线竖直地靠在墙上 ,a球被推开一定角度而平衡。今令其失去部分 电量,结果θ 角变小后又重新平衡,则关于悬 线对a球的拉力大小变化情况为( C ) A.一定增大 O θ B.一定减小 C.一定不变 a D.无法确定 b

思考题2:优生做 P33页习题2:真空中三个相同的点电荷放置在 等边三角形的各顶点上,在此三角形的中心放 置怎样的电荷,才能使作用在每一点电荷上的 q 合力为零?
1

+

q3 q2 +

+

解:设等边三角形的边长为L,三个相同的点电荷电 量为Q,在三角形的中心放置电量为q的负点电荷

Q ?Q Q?

q 3?K ?K 2 L 2 L ( ) 3

q1

Q
+

3 q? Q 3

-q Q
F
q2 +

F

q3

Q

+

3F


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