电荷守恒库仑定律典型例题a_能量守恒定律典型例题

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库仑定律典型例题

一、概念掌握

1、元电荷

例1关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（）

A．物体所带的电荷量可以为任意实数

B．物体所带的电荷量只能是某些特定值

C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子

D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C

导析理解元电荷的物理意义，明确物体带电的本质原因，即可正确作出判断.2、接触起电，电荷平均分配

例2.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？

例３有三个完全相同的金属球A、B、C，A带电量7Q，B带电量Q，C不带电．将A、B固定，且A、B间距离远大于其半径．然后让C反复与A、B接

触，最后移走C球．试问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍？

导析本题涉及中和、接触起电等现象及电荷守恒定律、库仑定律等知识，在审题时，能从“C反复与A、B接触”这句话中挖掘出最终三球带电量相同这一隐含条件是至关重要的．

3、将带电体视作点电荷的条件

例4.两个半径为r的金属球如图所示放置。若两球带有等量异种Q时，两球间的相互作用的店里大小为F，则（）(若带等量异种电荷选哪个？)

Q2Q

2A．FkB．F

k 16r216r2

Q2

Ｃ．FkＤ．无法判断 216r

导析由于带电球间电荷的相互作用，使其电荷中心并不位于其球心处，故引起库仑力公式中的r发生了变化．

例5如图1-1-3所示，真空中有一直径为R的带电圆盘，圆心为O，圆盘

外有A、B两点，其连线过圆心O点且与盘面垂直，若OAABR，有一电荷在A点受带电圆盘的力为F，则它在B点时的受力为()．

FB．4F

4FC．D.以上答案都不对 2A.导析在应用物理定律前首先要分析是否满足库仑定律成立的条件．因此，做本题时只要先思考一下库仑定律成立的条件即可避免出错．

拓展带电圆盘直径为10cm，使相距10m处的质子所受库仑力为F，那么质子在相距

120m处受力为F．对吗？ 4

二、常见题型

1、补偿法

例6.如图所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+Q的电荷．另一个电荷量为+q的点电荷固定在该球壳的球心O处．现在从球壳最左端M挖去一个半径为r（r

处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何？ 导析本题需用补偿法，即把挖去小孔的情况等效为不是挖

去小孔而是在小孔处补上一个等量的负电荷，这样可大大简化解题过程．但需要注意的是，添补电荷的结果应以不影响原带电体的电荷分布为前提．

例7．一半径为ｒ的硬橡胶圆环均匀带负电，电量为Q，若截取环顶部的一小段圆弧S，SL，且L《r，求剩余电荷对放在环心处带电量为ｑ的正点电荷产生的库仑力的大小和方向。

２.平衡问题

例8．如图所示，把大小可以不计的带有同种电荷的小球A和B互

相排斥，静止时，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α

此可知（）

A．B球受到的库仑力较大，电荷量较大

B．B球的质量较大

C．B球受到细线的拉力较大

D．两球接触后，再静止时，A球的悬线与竖直方向的夹角仍然小于B球的悬线与竖直方向的夹角

例9如图1-1-11所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且三个点电荷都处于平 衡状态.(1)若q2为正电荷，则q1为_____电荷,q3为____电荷．

(2)q1、q2、q3三者电量大小之比是_____.３.运动问题

例10如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上，AB间和BC间的距离均为L．已知A球带电量为QA=8q，B球带电量为QB=q，若在C球上施加一个水平向右的恒力F，恰好能使A、B、C三个小球保持相对静止，共同向右加速运动。求：⑴拉力F的大小．⑵C球的带电量QC．

导析库仑定律与力学中物体的平衡、牛顿第二定律、功和能等内容相综合时，其解题思路和方法与力学中完全相同，只不过在受力分析时，要多考虑一个库仑力的作用，本题要注意运用整体法和隔离法进行分析和求解，练习：

总结：

同种电荷放中间，异种电荷在两边；

远离大球近小球，平衡位置连成线；

1、如图1所示，真空中有三个同种点电荷Q1、Q2和Q3，它们固定在一条直线上，电荷量均为Q=4.0×10－12C，求Q2所受的静电力的大小和方向。

图

12、如图2所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点，它们的电荷量分别为QA=16×10－12C，QB=4.0×10－12C，现引入第三个同种点电荷C，（1）若要使C处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？

（2）若点电荷A、B不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？

图

3、如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若

将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45，此时小球B受到库仑力F=_____。小球A带的电量qA=_______。

图3