20xx教科版高中物理選修3-11-2庫侖定律-展示頁
2024-11-29 22:41本頁面
【正文】 圖 1 － 2 － 4 ( 1 ) 如果 q2為正電荷，則 q1為 __ _ _ _ _ 電荷， q3為 __ _ _ _ _ 電荷． ( 2 ) q q q3三者電荷量的大小之比是 _ _ _ _ _ _ ∶ _ _ _ _ _ _ ∶ _ _ _ _ . 思路點(diǎn)撥： 本題屬庫侖力作用下三個電荷的受力平衡問題，應(yīng)根據(jù) “ 同性在兩邊，異性在中間 ” 的位置關(guān)系確定 q 1 、 q 3 的正負(fù)，然后由庫侖定律建立平衡方程，得出三個電荷量的大小之比，并根據(jù) “ 兩頭大，中間小 ” 的規(guī)律進(jìn)行結(jié)論驗(yàn)證． 解析： ( 1 ) 若 q2 為正電荷，對 q 1 而言要讓其平衡， q 3 必為負(fù)電荷，但 對 q 2 而言， q 1 和 q 3 必為同種電荷，所以 q 1 與 q 3 都為負(fù)電荷． ( 2 ) 由庫侖定律和平衡條件知： 對 q1有： kq1q2l21＝ kq1q3? l1＋ l2?2 解得q2q3＝ (l1l1＋ l2)2 對 q3有： kq1q3? l1＋ l2?2 ＝ kq2q3l22 解得q1q2＝ (l1＋ l2l2)2 所以 q1∶ q2∶ q3＝ (l1＋ l2l2)2∶ 1 ∶ (l1＋ l2l1)2. 答案： ( 1 ) 負(fù) 負(fù) ( 2 ) ( l 1 ＋ l 2l2) 2 ∶ 1 ∶ ( l 1 ＋ l 2l1) 2 反思領(lǐng)悟： 庫侖力作用下帶電體的平衡問題：三個電荷在庫侖力作用下處于平衡狀態(tài)，則三個電荷必在同一直線上，中間電荷的電荷量最小且電性一定與兩邊電荷的電性相反．列平衡方程時應(yīng)選定某電荷為研究對象，三個電荷只需選定兩個． 在真空中有兩個相距為 r 的點(diǎn)電荷 A 和 B ，帶電荷量分別為 q 1 ＝－ q ， q 2 ＝ 4 q . ( 1 ) 若 A 、 B 固定，在什么位置放 入第三個點(diǎn)電荷 q 3 ，可使之處于平衡狀態(tài)，平衡條件中對 q 3 的電荷量及正負(fù)有無要求？ ( 2 ) 若以上三個電荷皆可自由移動，要使它們都處于平衡狀態(tài)，對 q 3 的電荷量及電性有何要求？ 解析： 本題對三個電荷平衡條件作了考查，分析時注意除庫侖力外是否有外力作用，只有電荷所受的合力為零才能達(dá)到平衡．若 q 1 、 q 2 是固定的，要使 q 3 平衡，只要使 q 1 、 q 2 對 q 3 的靜電力大小相等、方向相反即可．如果 q 1 、 q 2 、 q 3 三者都是不固定的，則要同時使三個電荷受的靜電力的合力都等于零，需要同時分析三個電荷的受力情況． ( 1 ) 讓 q3受力平衡，必 須和 q q2在同一條直線上，因?yàn)?qq2帶異種電荷，所以 q3不可能在它們中間．再根據(jù)庫侖定律，靜電力和距離的平方成反比，可推知 q3應(yīng)該在 q q2的連線上 q1的外側(cè) ( 離小電荷量電荷近一點(diǎn)的地方 ) ，如圖所示．設(shè) q3離 q1的距離是 x ，根據(jù)庫侖定律和平衡條件列式： kq3q1x2 ＝kq3q2? x ＋ r ?2. 將 q q2的已知量代入得： x ＝ r ，對 q3的電性和電荷量均沒有要求． ( 2 ) 要使三個電荷都處于平衡狀態(tài)，就對 q 3 的電性和電荷量都有要求．首先 q 3 不能是一個負(fù)電荷，若是 負(fù)電荷， q 1 、 q 2 都不能平衡，也不能處在它們中間或 q 2 的外側(cè)．根據(jù)庫侖定律和平衡條件列式如下：對 q 3 ∶ kq 3 q 1
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