1、2021/8/141庫侖定律習題課2021/8/142復習復習: :、兩種電荷：、兩種電荷：正電荷正電荷 負電荷負電荷、使物體帶電的方法：、使物體帶電的方法：（）摩擦起電：（）摩擦起電：（）靜電感應：（）靜電感應：（）接觸起電：（）接觸起電：電中和電中和、電荷量的表示：元電荷：用、電荷量的表示：元電荷：用“e”e”表示。表示。 e=1.60X10e=1.60X10-19-19C C 任何電荷的電量都是元電荷的整數倍任何電荷的電量都是元電荷的整數倍 、電荷守恒定律：、電荷守恒定律：近異遠同近異遠同2021/8/143庫侖定律庫侖定律 、庫侖定律的內容：、庫侖定律的內容： 、公式表示：、公式表示：

2、 、應用范圍：、應用范圍： （）點電荷：（）點電荷： 理想化模型理想化模型 （）真空（）真空 、注意點：、注意點： （1 1）符合牛頓第三定律）符合牛頓第三定律 （2 2）庫侖力的運算與一般力相同）庫侖力的運算與一般力相同122q qFkr 2021/8/144一、兩導體接觸后電荷分配規律：、完全相同的金屬小球接觸后電荷分配同種電荷：先相加再平分異種電荷：先中和再平分2021/8/145例例1：兩個相同的金屬小球，帶電量之比為：兩個相同的金屬小球，帶電量之比為1717，相距為，相距為r,r,兩者相互接觸后在放回原兩者相互接觸后在放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的位置上，則它們間的庫

3、侖力可能為原來的（來的（ ） 4/7 B. 3/7 4/7 B. 3/7 A.A.C. 9/7 D. 16/7C. 9/7 D. 16/7C DC D2021/8/146例例2:兩個帶同種電荷的相同金屬小球兩個帶同種電荷的相同金屬小球(兩兩球距離遠大于小球的直徑）所帶電量球距離遠大于小球的直徑）所帶電量分別為分別為Q1，Q2，現讓它們接觸后再放，現讓它們接觸后再放回原處，那么它們的相互作用與原來回原處，那么它們的相互作用與原來相比（相比（ ） A. 可能變大可能變大 B. 可能變小可能變小 C. 可能不變可能不變 D. 以上三種都可能存在以上三種都可能存在Q1Q2AC2021/8/147例例3

4、 3、有兩個完全相同的帶電小球和、有兩個完全相同的帶電小球和。分別帶電。分別帶電1010和和-Q, -Q, 球心間距球心間距為為R R，將它們用絕緣支柱固定起來，將它們用絕緣支柱固定起來，現用第三個一樣的不帶電的金屬球現用第三個一樣的不帶電的金屬球C C反復不斷地和反復不斷地和A A、B B輪流接觸，最后輪流接觸，最后移開移開C C，A A、B B間的作用力變為原來的間的作用力變為原來的多少倍？多少倍？ 9/102021/8/148點電荷、帶電體的靜電平衡點電荷、帶電體的靜電平衡 在真空中某處同時存在幾個點電荷、帶電在真空中某處同時存在幾個點電荷、帶電體，由于相互間庫侖力的作用而保持平衡狀態體

5、，由于相互間庫侖力的作用而保持平衡狀態的現象。的現象。處理方法：處理方法：庫侖定律庫侖定律受力分析受力分析2021/8/149二、含庫侖力的共點力的平衡 分析方法與力學相同分析方法與力學相同(1)(1)確定對象確定對象(2)(2)受力分析受力分析(3)(3)合成或正交分解合成或正交分解(4)(4)運用平衡條件運用平衡條件2021/8/1410電荷平衡問題電荷平衡問題1. 1. 如圖，把質量為如圖，把質量為2.02.0g的帶電小球的帶電小球A A用絕緣細用絕緣細線懸掛，若將電荷量為線懸掛，若將電荷量為Q Q =4.0=4.01010-6-6C C的帶電小的帶電小球球B B靠近靠近A A，當兩個帶

6、電小球等高相距，當兩個帶電小球等高相距30cm30cm時，時，繩與豎直方向成繩與豎直方向成45450 0角。求：角。求：B B球受到的庫侖力球受到的庫侖力和和A A球的帶電量為多少？球的帶電量為多少？ g=10m/s=10m/s2 2450BA2021/8/1411例例5 5、 A A、B B兩個點電荷，相距為兩個點電荷，相距為r r，A A帶有帶有9Q9Q的正電的正電荷，荷，B B帶有帶有4Q4Q的正電荷的正電荷（1 1）如果）如果A A和和B B固定，應如何放置第三個點電荷固定，應如何放置第三個點電荷C C，才能使此電荷處于平衡狀態？此時對才能使此電荷處于平衡狀態？此時對C C的電性及電的

7、電性及電量量q q有無要求？有無要求？（2 2）如果）如果A A和和B B是自由的，又應如何放置第三個點電是自由的，又應如何放置第三個點電荷，使系統處于平衡狀態？此時對第三個點電荷荷，使系統處于平衡狀態？此時對第三個點電荷C C的電量的電量q q的大小及電性有無要求？的大小及電性有無要求？AB9Q4Q-2021/8/1412結論：結論：當當A A、B B已固定已固定，只要求，只要求C C球受力平衡，球受力平衡，則則C C球的位置是唯一確定的，對其電量、球的位置是唯一確定的，對其電量、電性無要求電性無要求當當A A、B B未固定未固定，要求三球均平衡，要求三球均平衡，則對則對C C球的位置、電量

8、、電性都有要求球的位置、電量、電性都有要求作業作業：將本題中：將本題中B B的電荷量改為的電荷量改為4Q4Q，其余不變其余不變同種電荷放中間，異種電荷在兩邊；同種電荷放中間，異種電荷在兩邊；遠離大球近小球，平衡位置連成線；遠離大球近小球，平衡位置連成線；三個小球都平衡，電量正負有條件；三個小球都平衡，電量正負有條件；第三小球能平衡，電量正負任意選。第三小球能平衡，電量正負任意選。2021/8/14131 12 2m2m11 12 2m2m11 12 22021/8/1414三、含庫侖力的動力學問題三、含庫侖力的動力學問題 運用運用牛頓第二定律牛頓第二定律結合結合運動學公式運動學公式求解求解20

9、21/8/1415例例7 7a/22021/8/1416典型例題典型例題例例2 如圖，質量均為如圖，質量均為m的三個帶電小球的三個帶電小球A、B、C，放置在光，放置在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L，（，（L比球半徑比球半徑r大的多），大的多），B球帶電量為球帶電量為QB=-3q，A球帶電量為球帶電量為QA=6q,若在若在C上加一水平向右的恒力上加一水平向右的恒力F，要使要使A、B、C三球始終三球始終保持保持L的間距運動的間距運動，求（，求（1）F的大小？（的大小？（2）C球所帶電球所帶電量為多少？帶何種電荷？量為多少？帶何種電荷？ACB-6q-3qQC

10、+關鍵詞語是什么關鍵詞語是什么?它們能都處于靜止它們能都處于靜止狀態狀態? 為什么為什么? 它們什么相同它們什么相同?要確定要確定C帶什么電帶什么電?先研究誰先研究誰?2021/8/1417ACB-6q-3qQC+a對整體對整體對整體對整體:maF3 a對對A A對對A:maLQQKLQQKACAB 22)2(a對對B對對B:maLQQKLQQKABCB 22)(a對對C對對C:QC=+8qF=18Kq2/L22021/8/1418庫侖定律與力學規律的綜合應用庫侖定律與力學規律的綜合應用1 1、如圖，光滑絕緣水平面上固定著、如圖，光滑絕緣水平面上固定著A A、B B、C C三三個帶電小球，它們

11、的質量均為個帶電小球，它們的質量均為m m，間距均為，間距均為r r，A A、B B帶正電，電荷量均為帶正電，電荷量均為q q，現對，現對C C施加一水施加一水平力平力F F的同時，放開三個小球，欲使三小球在的同時，放開三個小球，欲使三小球在運動過程中保持間距運動過程中保持間距r r不變，求：不變，求：C C球的電性、球的電性、電荷量和水平力電荷量和水平力F F的大小。的大小。ACBFa2021/8/1419典型例題典型例題 例例3一擺長為一擺長為L的單擺，的單擺，擺球質量為擺球質量為m，帶有負，帶有負電荷，電量為電荷，電量為q，如果，如果懸點懸點A處放一正電荷，處放一正電荷，電量也為電量也為

12、q，要使擺能，要使擺能在豎直平面內作完整的在豎直平面內作完整的圓周運動，如圖所示，圓周運動，如圖所示，則擺在最低點的速度最則擺在最低點的速度最小值為多少？小值為多少？+GF電電規范規范板演板演2021/8/1420庫侖定律與力學規律的綜合應用庫侖定律與力學規律的綜合應用2 2、如圖，一長為、如圖，一長為L L的絕緣細線下端系一質量為的絕緣細線下端系一質量為m m的金的金屬小球，并帶屬小球，并帶-q-q的電荷量，在細線的懸點的電荷量，在細線的懸點O O處放一處放一電荷量為電荷量為+q+q的點電荷。要使金屬球能在豎直平面內的點電荷。要使金屬球能在豎直平面內做完整的圓周運動，求：它在最低點的最小速度，做完整的圓周運動，求：它在最低點的最小速度，若金屬球在最低點剛好達到這個速度值，則在整個若金屬球在最低點剛好達到這個速度值，則在整個圓周運動中，細線的最大拉力是多少？圓周運動中，細線的最大拉力是多少？Om-q+q2021/8/1421 師 生 小 結v庫侖定律內容與適用條件庫侖定律內容與適用條件: :真空中兩點電荷作用力規律真空中兩點電荷作用力規律 處理問題方法同力學處理問題方法同力學 僅多了一個庫侖力而已！僅多了一個庫侖力而已！2021/8/1422 如圖82，光滑平面上固定金屬小球A，用長L0的絕緣彈簧將A與另一個金屬小球B連接，讓它們帶上等量同種電荷，彈簧伸長量為x