n
专题强化 库仑定律的应用
[学习目标] 1.会利用库仑定律分析同一直线上三个点电荷的平衡问题(重点)。2.会利用库仑定律分析非共线力作用下带电体的平衡问题(重点)。3.会处理库仑力作用下带电体的动力学问题(难点)。
一、同一直线上三个点电荷的平衡问题
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。(如图)
(1)A和B固定，如何放置一个电荷量为q的正点电荷C，才能使点电荷C处于平衡状态？若将C换成等量负电荷C′，C′平衡的位置是否发生变化？
(2)如果A和B是自由的，如何放置第三个点电荷D，使系统处于平衡状态，求D的位置、电性和电荷量。
(3)如果A、B是两个自由的点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有－4Q的负电荷，如何放置第三个点电荷E，使系统处于平衡状态，求E的位置、电性和电荷量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．两个电荷固定，第三个电荷平衡问题
只需要确定第三个电荷位置即可，对其电性和所带电荷量没有要求。
2．三个自由电荷的平衡问题
(1)同一直线上的三个自由点电荷都处于平衡状态时，每个电荷受到的合力均为零。根据平衡条件可得，电荷间的关系为：
“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；
“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。
(2)对于三个自由电荷的平衡问题，只需对其中两个电荷列平衡方程，不必再对第三个电荷列平衡方程。
针对训练 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，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( )
A．－Q，在A左侧距A为L处
B．－2Q，在A左侧距A为L2处
C．－4Q，在B右侧距B为L处
D．＋2Q，在A右侧距A为3L2处
二、非共线力作用下带电体的平衡问题
(多选)(2023·河南孟津第一高级中学月考)如图所示，两质量分别为m1和m2、带电荷量分别为q1和q2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α和β(α>β)，若两小球恰在同一水平线上，那么( )
A．两球一定带异种电荷
B．q1一定不等于q2
C．m1一定小于m2
D．两球所受静电力大小一定不相等
(多选)(2023·山西怀仁市大地学校高二月考)如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，两个小球将重新达到平衡，则两个小球的受力情况与原来相比( )
A．推力F将增大
B．竖直墙面对小球A的弹力减小
C．地面对小球B的弹力一定增大
D．两个小球之间的距离增大
三、含库仑力的动力学问题
(2023·揭阳市高二期末)如图所示，在光滑的绝缘水平面上，有两个质量相等、相距为r、带电荷量分别为＋q和－q的小球甲、乙(均可视为点电荷)，在水平恒力F作用下甲、乙一起做匀加速直线运动。静电力常量为k，则水平恒力F的大小为( )
A.4kq2r2B.3kq2r2C.2kq2r2D.kq2r2
分析静电力作用下点电荷的平衡或动力学问题，步骤如下：
1．确定研究对象：适当采用“整体法”或“隔离法”；
2．对研究对象进行受力分析，画示意图(受力和运动过程)；
3．根据平衡条件或牛顿第二定律列方程；
4．解方程求出待求量。
通过网盘分享的文件：同步PPT课件等3个文件
链接: https://pan.baidu.com/s/1_GzpLu1fXgm2Lbs2dUxo2A?pwd=4321 提取码: 4321
--来自百度网盘超级会员v8的分享
