2019-2020学年物理高中粤教版选修1-1课件：第1章 归纳与整理 (数理化网).pptx
一、含有库仑力(静电力)的平衡问题的分析方法,解题中,要结合力学中的基本规律对研究对象进行正确的受力分析和运动状态分析,并根据共点力的平衡条件列方程. 2.三个点电荷静电平衡条件的讨论 三个自由电荷的平衡问题,是静电场中的典型问题.为了使电荷系统处于平衡状态,每个电荷受到的两个库仑力必须大小相等、方向相反. 根据库仑定律和力的平衡条件可以推出三个自由电荷的平衡条件是三个电荷在同一条直线上,位于中间的电荷所带电荷量最小,且与两侧的电荷异号,并靠近两侧的电荷中电荷量较小的那一个.概括成为“三点共线,两同夹异,两大夹小,近小远大.”,【例1】 如图所示,真空中两个点电荷,电荷量分别为q1=8×10-9 C和q2=-18×10-9 C,两者固定于相距20 cm 的a、b两点上,有一个点电荷放在a、b连线(或延长线)上某点,恰好能静止不动,则这点的位置在哪里? 如果q2=18×10-9 C,则这点的位置又在哪里?,答案:在a点外侧距a点0.4 m处. 在ab之间距a点0.08 m处. 点评:物体的平衡条件是物体受到的合力为零.,【变式训练1】 在相距为a的A、B两点,分别固定放置电荷量为+Q和-2Q的两个点电荷.在何处放上第三个点电荷才能使该电荷平衡?该点电荷的电荷量多大?它是哪种电荷?,解析:先画出示意图如图所示,要使放入的第三个电荷平衡,由共点力的平衡条件可知其所受的合外力应为零.由图分析该电荷只能放在AB连线的延长线上,又由于A的电荷量较小,由库仑定律可知电荷只能放在靠近A的一端,设该电荷所带电荷量为q,距A为r,则有:,q被约去,由相互作用力的情况可知,所求电荷的电性、电荷量不限. 答案:放在AB连线上靠近A一端,距A为(1+ )a,电荷量、电性不限.,二、两条平行通电直导线的相互作用 同向电流相互吸引,反向电流相互排斥. 如图甲所示,设两导线中都通以向上的同向电流.根据安培定则,导线a中的电流产生的磁场,在其右侧都垂直纸面向内.这个磁场对通电导线b的作用力Fab的方向由左手定则可判知,在纸面内向左,同理,导线b中的电流产生的磁场在其左侧都垂直纸面向外,它对导线a的作用力Fba的方向在纸面内向右,如图乙所示.结果,两导线互相吸引.,如图所示,若其中b导线的电流反向(即两导线中通以反向电流),则a导线中的电流产生的磁场在其右 边垂直纸面向内,磁场对b导线的作用力Fab'的方向在纸面内向右;同理,b导线中的电流产生的磁场在其左边垂直纸面向内,磁场对a导线的作用力Fba'的方向在纸面内向左.结果两导线互相排斥.,【例2】 两平行放置的通电直导线发生了如图所示的形变,则这两条导线中通入的是 (选填“同向”或者“反向”)电流. 解析:由题图可知,两条通电直导线相互吸引,所以通入的是同向电流. 答案:同向 点评:力是改变物体运动状态和发生形变的原因.,【变式训练2】 两条通电直导线如图所示放置,试判断这两条通电直导线之间有没有作用力. 解析:由图可知:a导线在纸面内,它产生的磁场方向在a导线右侧垂直纸面向里,而该磁场方向恰好与b导线中电流的方向平行,所以两导线之间没有作用力. 答案:两导线之间没有作用力.,三、静电的防止和应用 静电的利用有很多种,如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等,它们都是设法使工作物质带电,并使工作物质在电场力作用下向作为电极的工件运动,完成各种工作. 静电也会给人们带来麻烦甚至造成危害.静电吸引会造成很多危害.在印刷厂里,纸张之间的摩擦带电,会使纸张粘在一起,给印刷带来麻烦.静电的最大危害是火花放电引起火灾.运油车会因为燃油与油罐摩擦,产生静电,如果静电大量积累,会引起爆炸.漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害.但在手术台上,静电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人.,防止静电危害的基本方法是尽快把静电引走,避免越积越多,如油罐车、飞机利用导体与大地接触,导走静电;在地毯中夹杂导电纤维.湿度增大时,电荷随时放出,可避免静电积累,工厂保持一定湿度,可以消除静电危害.潮湿的空气里,不容易做好静电实验,就是这个道理.,【例3】 (多选)右图为静电除尘装置的原理图,高压电源的正极接到金属圆筒上,负极接到悬挂在管心的金属线上,它们之间的电场很强,足以将金属线附近的气体分子电离成为电子和正离子,气体中的烟尘颗粒可以吸附电子而带上负电.不考虑烟尘颗粒的初速度,则有( ) A.烟尘颗粒将加速向金属圆筒运动 B.烟尘颗粒将加速向金属线运动 C.烟尘颗粒加速度逐渐增大 D.烟尘颗粒加速度逐渐减小 解析:由于电场线由金属圆筒指向金属线,越靠近金属线电场强度越大.烟尘颗粒带负电,受到的电场力与电场方向相反,因此烟尘颗粒将加速向金属圆筒方向聚集,在运动过程中加速度减小. 答案:AD,【变式训练3】 右图是静电除尘的原理示意图,A为金属管(整个外壳),B为金属丝,在A、B之间加上高电压,使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子,电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获,使煤粉带负电,最终被吸附到A极上,排出的烟就比较清洁了.有关静电除尘的装置,下述正确的是( ) A.金属管(整个外壳)A(接线柱)应接高压电源的正极,金属丝B接负极 B.金属管(整个外壳)A(接线柱)应接高压电源的负极,金属丝B接正极 C.C既可做烟气的进气口也可做烟气的排气口 D.D为烟气的进气口,C为排气口 答案:A,
