典型例题分析

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1、二、典型例题分析   例1.两个放在绝缘架上的相同金属球,相距为d,球的半径比d小得多,分别带有电荷q和3q,相互作用力为3F。现将这两个金属球接触,然后仍放回原处,则它们的相互斥力将变为( )   A.0   B.F   C.3F    D.4F   解题注意要点:金属球电性的讨论分析   【设计原因】将电荷的电性、接触带电与库仑定律的应用相结合,提高学生思维的严密性。   例2.有三个完全相同、大小可以忽略的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电-Q,C不带电,将A、B固定起来,然后让C球反复与A、B接触,最后移去C球,试问A、B间的库仑力变为原来的多少?   

2、解题注意要点:由于C在A、B间反复接触,故最终三个球的带电量必相同。   拓展⑴:有两个半径为r的带电金属球中心相距为L(L=4r),对于它们之间的静电作用力(设每次各球带电量绝对值相同)(       )   A.带同种电荷时大于带异种电荷时         B.带异种电荷时大于带同种电荷时   C.带等量负电荷时大于带等量正电荷时     D.大小与带电性质无关,只取决于电量   解题注意要点:库仑定律的适用是什么条件?   点电荷:如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看作点电荷。   均匀带电球体(球壳)间的相互作用可等效于两球心间点电荷的相互作用。

3、    拓展⑵:两个带同种电荷的相同金属小球(两球距离远大于小球的直径)所带电量分别为Q1,Q2,现让它们接触后再放回原处,那么它们的相互作用与原来相比(       )   A.可能变大   B.可能变小   C.可能不变   D.以上三种都可能存在   【设计原因】通过问题拓展设计,一题多变,培养学生的变化发散思维。通过一题多变、一题多用的练习训练,不但可以复习相关的概念和规律,而且可以训练学生综合分析问题的能力,增强学生的思维灵活性和变通性,触类旁通,对学生的思维能力发展有良好的作用,提高学习效益,有利于学生良好的学习习惯与思维品德的形成。   例3.如图所示,

4、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<β,由此可知(   )    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   【设计原因】本题在解答过程中,物体的平衡条件成为关键内容,因此分析物体的受力,对力进行分解合成就成了必须的步骤,有利于学生将力学知识与电学知识相结合。   例4.如图所示,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

5、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?   解题注意要点:(1)由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使C处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,可为正电荷,也可为负电荷。写出C电荷平衡方程。   设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3   ∵      ①        ∴     ②   ∴      ③   ∴4(L-x)2=x2      

6、  ④         ∴ x=0.2m   即点电荷C放在距A右侧0.2m处,可为正电荷,也可为负电荷。   (2)首先分析点电荷C可能放置的位置,三个点电荷都处于平衡,彼此之间作用力必须在一条直线上,C只能在AB决定的直线上,不能在直线之外。而可能的区域有3个:   ①AB连线上,A与B带同种电荷互相排斥,C电荷必须与A、B均产生吸引力,C为负电荷时可满足;   ②在AB连线的延长线A的左侧,C带正电时对A产生排斥力与B对A作用力方向相反可能A处于平衡;C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使B平衡;   C带负电时对A产生吸引力与B对A作用力方向相

7、同,不可能使A处于平衡;C对B的作用力为吸引力与A对B作用力方向相反,可能使B平衡,但离A近,A带电荷又多,不能同时使A、B处于平衡。   ③放B的右侧,C对B的作用力为推斥力与A对B作用力方向相同,不可能使B平衡;   由分析可知,由于A和B为同种电荷,要使三个电荷都处于平衡状态,C必须放在A、B之间某位置,且为负电荷。   设电荷C放在距A右侧x处,电荷量为Q3   对C:        ∴ x=0.2m   对B:      ∴ ,为负电荷。   拓展:若A、B为异种电荷呢?   请学生在归纳后进行总结:   同种电荷放中间,异种电荷在两边; 

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