1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫重力。
3.力的分类:
(1)按性质命名的力:重力、弹力、摩擦力、电场力等;
(2)按效果命名的力:拉力、压力、动力、阻力、向心力等。
2.力的作用效果:使物体产生加速度或发生形变。
1.力的基本特性:
物质性(施力物体、受力物体)、相互性、矢量性(力的三要素、力的图示、力的示意图)
3、(1)F=0 (2)F′=1.92×10-9N
3.在氯化铯晶体中,一价氯离子Cl-与其最邻近的八个一价铯离子Cs+构成如图所示的立方晶结构。
(1)求氯离子所受的库仑力;
(2)假设图中箭头所指处缺少一个铯离子(称作晶格缺陷),求此时氯离子所受的库仑力。
答案:1、ABC 2、B
2.使用电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )
A B
C D
1.图中a、b为两带正电的小球,带电量都是q,质量分别为M和m;用一绝缘弹簧联结,弹簧的自然长度很小,可忽略不计,达到平衡时,弹簧的长度为d0。现把一匀强电场作用于两小球,场强的方向由a指向b,在两小球的加速度相等的时刻,弹簧的长度为d。( )
A.若M=m,由d=d0
B.若M>m,则d>d0
C.若M<m,则d<d0
D.d=d0与M、m无关
3.关于静电常量k:k为静电常量,在国际单位制中,k=________.它的单位为导出单位.k的物理意义是:_______________________________
知识点一电荷守恒定律的理解
两个带有异种电荷的导体,接触后先发生正负电荷的中和,然后再进行电荷的重新分配,若不受外界影响,两个外形完全相同的导体接触后所带电荷量相等.
[应用1]两个相同的金属小球所带电量不同,小球间相距一定距离时有相互作用的库仑力。如果将它们相互接触一下,再放到原来的位置,则两金属小球之间库仑力的变化情况是( )
A、如果相互接触前库仑力是引力,则相互接触后库仑力仍是引力
B、如果相互接触前库仑力是引力,则相互接触后库仑力是斥力
C、如果相互接触前库仑力是斥力,则相互接触后库仑力一定增大
D、如果相互接触前库仑力是斥力,则相互接触后库仑力一定减小
导示: 如果相互接触前库仑力是引力,则两个电荷是异种电荷,它们相互接触中和后带等量同种电荷,带电性质与原来电量大的相同,所以库仑力是斥力。如果相互接触前库仑力是斥力,则两个电荷是同种电荷,它们相互接触后带等量同种电荷,电量乘积比原来大,则相互接触后库仑力一定增大。
故选BC。
本题中用到数学中定和求积的极值问题,即两个变量和一定,当两者相等时,积有最大值。
知识点二库仑定律的适用条件
库仑定律的适用条件是真空中的点电荷.当两个较大的金属球距离较近时,由于异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斤,使电荷的分布发生变化,电荷间的距离不再是两球心间的距离.
[应用2]半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上,若两球都带等量同种电荷Q时相互之间静电力为F1,两球带等量异种电荷Q与-Q时静电力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1 < F2
C.F1= F2 D.不能确定
导示: 题中放在桌面上的是两个较大金属球,因此不能把它们当作点电荷;若两球都带等量同种电荷Q时,因为同性相斥,电荷之间的距离大于两球心之间距离;两球带等量异种电荷Q与-Q时,因为异性相吸,电荷之间的距离小于两球心之间距离;根据库仑定律公式可知F1 < F2。
故选B。
类型一同一直线上三个电荷平衡问题
[例1]如图所示,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,且每个电荷都处于平衡状态.则
(1)如果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
: :
导示:(1)每个电荷均处于平衡状态,即要求每个电荷所受合力应为零,因q2为正电荷,显然q1 、q3应为负电荷.
(2)由库仑定律,可得平衡方程:
对q1有:
对q2有:
对q3有:
解以上三式得:q1:q2:q3=
答案(1)负 负
(2)
三个点电荷受库仑力平衡,则三个电荷一定共线,且同种电荷在两边,中间为异种电荷,电量最小;旁边与中间的距离近,电量应小,距离远,电量应大。可简单记为“同夹异、大夹小、近小远大”。
类型二库仑定律与平衡条件的结合问题
库仑定律在力学中应用问题多以平衡状态出现,正确受力分析是解决此类问题的关键。
[例2]竖直墙面光滑且绝缘,地面粗糙也绝缘,小球A、B带有同种电荷,用指向墙面的水平力F作用于小球B.两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示,若将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,作用于B的水平力仍为F,与原来的平衡状态相比较( )
A.地面对B球摩擦力变大
B.地面对B球支持力变大
C.竖直墙面对小球A的弹力变大
D.AB两球之间距离变大
导示: 本题先用整体法分析A、B受力,可知B受地面支持力与整体重力相等,故地面对B球支持力不变;然后再分别隔离A、B进行受力分析,易知地面对B球摩擦力、竖直墙面对小球A的弹力都变小,A、B之间的库仑力也变小,两球之间的距离变大。故选D。
类型三评价分析题
[例3]我们知道,验电器无法定量测定物体的带电量.学校实验室也没有其他定量测定电量的仪器.某研究性学习小组设计了一定量测定轻质小球带电量的方案如下:取两个完全相同的轻质小球,用天平测出小球的质量m,然后让小球带上相同的电量Q,并将两个带电小球用相同的绝缘轻质细线如图所示悬挂(悬线长度远大于小球半径),测出稳定后悬线偏离竖直方向的夹角θ等物理量,从而算出小球的电量Q.你认为该设计方案是否可行,若可行,则还需测量哪些物理量才能求出小球所带的电量,用字母表示该物理量,并写出小球所带电量的表达式及其推导的过程.若不可行,请写出你的实验方案和相应的计算表达式及其推导过程.
导示:可行。
为了测量小球所带的电量,还需测量悬线悬点到球心的距离L(或悬线的长度).
设当小球处于如图所示的位置时两球相距r,由牛顿第三定律可知,两个带电小球之间的库仑力大小相等,设为F.
对A球有:
由力的平衡条件得:
由几何关系可得:
由以上各式得:
故:
2.适用条件:库仑定律适用于____________。对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律.
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