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    如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用,则下列说法正确的是(  )
    A.物体A受到地面的支持力先增大后减小
    B.物体A受到地面的摩擦力先增大后减小
    C.库仑力对物体B不做功
    D.物体A在P点和Q点产生的电场强度相同
    魔方格

    本题信息:物理多选题难度一般 来源:未知
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本试题 “如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物体...” 主要考查您对

库仑定律

电场强度的定义式

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  • 库仑定律
  • 电场强度的定义式

功:

1、功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量。
2、功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上发生的位移。
3、功的定义式:W=Fscosα,其中F是恒力,s是作用点的位移,α是力与位移间的夹角(功的单位焦耳,简称焦,符号J)。
4、功的计算
①恒力的功可根据W=FScosα进行计算,本公式只适用于恒力做功;
②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功;
③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功;
④根据功是能量转化的量度反过来可求功。


力做功情况的判定方法:

一个力对物体做不做功,是做正功还是做负功,判断的方法是:
(1)看力与位移之间的夹角,或者看力与速度之间的夹角:为锐角时,力对物体做正功;为钝角时,力对物体做负功;为直角时,力对物体不做功。
(2)看物体间是否有能量转化:若有能量转化,则必定有力做功。此方法常用于相连的物体做曲线运动的情况。

变力做功的求法:

公式只适用于求恒力做功,即做功过程中F的大小、方向始终不变。而实际问题中变力做功是常见的,如何解答变力做功问题是学习中的一个难点。不能机械地套用这一公式,必须根据有关物理规律通过变换或转化来求解。
1.用求变力做功如果物体受到的力方向不变,且大小随位移均匀变化,可用求变力F所做的功。其平均值大小 为,其中F1是物体初态时受到的力的值,F2是物体末态时受到的力的值。如在求弹簧弹力所做的功时,再如题目中假定木桩、钉子等所受阻力与击入深度成正比的情况下,都可以用此法求解。
2.用微元法(或分段法)求变力做功变力做功时,可将整个过程分为几个微小的阶段,使力在每个阶段内不变,求出每个阶段内外力所做的功,然后再求和。当力的大小不变而方向始终与运动方向间的夹角恒定时,变力所做的功形:其中s是路程。
3.用等效法求变力做功若某一变力做的功等效于某一恒力做的功,则可以应用公式来求。这样,变力做功问题就转化为了恒力做功问题。
4.用图像法求变力做功存F—l图像中,图线与两坐标轴所围“面积”的代数和表示F做的功,“面积”有正负,在l轴上方的“面积”为正,在l轴下方的“面积”为负。
5.应用动能定理求变力做功
如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能变化量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。
6.利用功能关系求变力做功
在变力做功的过程中,当有重力势能、弹性势能以及其他形式的能量参与转化时,可以考虑用功能关系求解。因为做功的过程就是能量转化的过程,并且转化过程中能量守恒。
7.利用W=Pt求变力做功
这是一种等效代换的观点,用W=Pt计算功时,必须满足变力的功率是恒定的。若功率P是变化的,则需用计算,其中当P随时间均匀变化时,


库仑定律:



“割补”法处理非点电荷间的静电力问题:

在应用库仑定律解题时,由于其适用条件是点电荷,所以造成了一些非点电荷问题的求解困难,对于环形或球形缺口问题,“割补法”非常有效。所谓“割”是指将带电体微元化,再利用对称性将带电体各部分所受电场力进行矢量合成。所谓“补”是将缺口部分先补上,使带电体能作为点电荷来处理。

静电力作用的平衡与运动类问题的解法:

带电体在静电力参与下的运动,从运动轨迹来看可以有直线运动、曲线运动;从运动性质来看可以是匀变速运动,也可以是变加速运动;从参与运动的研究对象来看可以是单一的物体,也可以是多物体组成的系统等。物体或者系统在静电力作用下处于平衡状态或某种形式的运动时,解决思路与力学中同类问题的解决思路相同,仍需选定研究对象后进行受力分析,再利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。但需注意库仑力的特点,特别是在动态平衡问题、运动问题中,带电体间距离发生变化时,库仑力也要发生变化,要分析力与运动的相互影响。整体法与隔离法是解决连接体问题的有效方法,在通过静电力联系在一起的系统,也要注意考虑整体法与隔离法的选择。


知识拓展:

三个点电荷在相互间作用力作用下处于平衡时的规律
规律一:三个点电荷的位置关系是“同性在两边,异性在中间”:如果三个点电荷只在库仑力的作用下能够处于平衡状态,则这三个点电荷一定处于同一直线上,且有两个是同性电荷,一个是异性电荷,两个同性电荷分别在异性电荷的两边。
规律二:中间的电荷所带电荷量是三个点电荷中电荷量最小的;两边同性电荷谁的电荷量小,中间异性电荷就距谁近一些.
证明:如图所示,甲、乙、丙三个点电荷处于平衡状态,它们的电荷量分别为甲与乙、乙与丙之间的距离分别为为正电荷,则为负电荷。由公式F=qE知,三个电荷能够处于平衡状态,说明甲、乙、丙三个电荷所在处的合场强为0。

乙、丙两点电荷在甲处产生的场强分别为
两场强在甲处大小相等,方向相反,合场强等于零,故,由此式可知同理可证
规律三:三个点电荷的电荷量满足

证明:三个点电荷能够同时处于平衡状态,则三个点电荷之间的库仑力相等,即


整理该式易得

联立两式得
三个自由电荷都处于平衡状态时,则口诀概括为 “三点共线,两同夹异(同性在两边,异性在中间),两大夹小,近小远大,高考不怕”。由此可以迅速、准确地确定三个电荷的相对位置及电性。


电场强度:



计算场强的四种方法:

 1.计算电场强度的常用方法——公式法
(1)是电场强度的定义式,适用于任何电场,电场中某点的场强是确定值,其大小和方向与试探电荷无关,试探电荷q充当“测量工具”的作用。
(2)要是真空中点电荷电场强度的计算式,E 由场源电荷Q和某点到场源电荷的距离r决定。
(3)是场强与电势差的关系式,只适用于匀强电场,注意式中的d为两点间的距离在场强方向的投影。
2.计算多个电荷形成的电场强度的方法——叠加法
当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和,其合成遵循矢量合成的平行四边形定则。
3.计算特殊带电体产生的电场强度的方法
(1)补偿法对于某些物理问题,当直接去解待求的A很困难或没有条件求解时,可设法补上一个B,补偿的原则是使A+B成为一个完整的模型,从而使A+B变得易于求解,而且,补上去的B也必须容易求解。这样,待求的A便可从两者的差值中获得,问题就迎刃而解了,这就是解物理题时常用的补偿法。用这个方法可算出一些特殊的带电体所产生的电场强度。
(2)微元法在某些问题中,场源带电体的形状特殊,不能直接求解场源带电体在空间某点所产生的总电场,此时可将场源带电体分割,在高中阶段,这类问题中分割后的微元常有部分微元关于待求点对称,这就可以利用场的叠加及对称性来解题。
4.计算感应电荷产生的电场强度的常用方法—— 静电平衡法根据静电平衡时导体内部场强处处为零的特点,外部场强与感应电荷产生的场强(附加电场)的合场强为零,可知,这样就可以把复杂问题变简单了。


发现相似题
与“如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电...”考查相似的试题有: