专题一-第2讲-电磁学中的物体平衡教案

专题一 第 2 讲 电磁学中的物体平衡教案(3页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。第 2 讲 电磁学中的物体平衡一、要点回顾1．库仑力：F= kq1q2/r2 ，方向沿 两点电荷 的连线．2．电场力：F= qE 3．安培力：F=BIlsinq ，其中 q 是 B 与 l 的夹角，方向由左手定则判定． 4．洛伦兹力：F=qvBsinq，其中 q 是 B 与 v 的夹角，方向由左手定则判定． 洛伦兹力特点：洛伦兹力永远不 做功 ，只能改变带电粒子的 速度 和动量，不能改变带电粒子的 速率 。二、方法指导： 在从题给的条件出发，根据电磁力的特点，仔细分析好物体所受的电磁力(包括电场力、安培力、洛伦兹力等)后，电磁学中的物体平衡问题就转化为力学中的物体平衡问题．后续的解题方法与力学中的物体平衡问题解题方法相同，详见专题一第一讲． 三、问题突破1．静电力作用下的物体平衡问题【例 1】三个电荷量均为 Q(带正电)的小球，放在水平绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，如图所示．在三角形的中心 O 点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？2．电场力和重力共同作用下的物体平衡问题【例 2】(2025·全国理综卷)如图 122 所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于 O 点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q 和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为 π/6.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到 π/3，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量．【切入点】从电容器和力学中的平衡状态入手．【解析】设电容器电容为 C.第一次充电后两极板之间的电压为U＝①两极板之间电场的场强为E＝②式中 d 为两极板间的距离．按题意，当小球偏转角 θ1＝时，小球处于平衡位置．设小球质量为 m，所带电荷量为 q，则有 Tcosθ1＝mg③Tsinθ1＝qE④式中 T 为此时悬线的张力．联立①②③④式得tanθ1＝⑤设第二次充电使正极板上增加的电荷量为 ΔQ，此时小球偏转角 θ2＝，则 tanθ2＝⑥联立⑤⑥式得＝⑦代入数据解得ΔQ＝2Q⑧【点评】 (1)正确找出电容器的带电量 Q 与场强 E 之间的关系．(2)列出相应的平衡方程．3．重力、电场力和 磁场力共 同作用下的物体平衡问题【例 3】设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场．已知电场强度和磁感应强度的方...