考点18 静电场力和能-备战2022年高考物理一轮复习考点帮（浙江专用）

考点18 静电场力和能 专题 知识内容 考试要求 必考 加试 电场力的性质 电荷及其电荷守恒定律 b c 库仑定律 c 电场强度 c c 静电势能的性质 电势能 b c 电势 b c 电势差与场强的关系 c 1.命题规律 从近几年高考试题来看，高考对该部分内容常从两角度命题，以选择题的形式考查静电场的基本性质，以计算题的形式考查静电场知识与动力学、能量、曲线运动等知识的综合应用。 2.考查热点 (1)电场的基本概念和性质。 (2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的应用。 (3)带电粒子在电场中的加速、偏转等问题。 考向一 库仑定律的理解及应用 如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为(　　) A.正，B的右边0.4 m处 B.正，B的左边0.2 m处 C.负，A的左边0.2 m处 D.负，A的右边0.2 m处 【参考答案】C 【详细解析】要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，带负电。设在A左侧距Ax处，由于处于平衡状态，所以k，解得x＝0.2 m，选项C正确。＝ 【名师点睛】“三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上；“两同夹异”——正、负电荷相互间隔；“两大夹小”——中间电荷的电荷量最小；“近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小的电荷。 两个半径相同的金属小球(视为点电荷)，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的(　　) A．　　　　　　　　　　 B． C． D． 【答案】CD 【解析】设两小球的电荷量分别为q和7q，则原来相距r时的相互作用力F＝k。 ＝，故＝k＝4q。放回原处后的相互作用力F1＝k。由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况：(1)两球电性相同。相互接触时两球电荷量平均分配，每球带电荷量为＝k (2)两球电性不同。相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为。 ＝，故＝k＝3q。放回原处后的相互作用力F2＝k 2．根据科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷。如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将(　　) A．向地球表面下落 B．远离地球向太空运动 C．仍处于悬浮状态 D．无法判断 【答案】C 【解析】地球表面带负电，故可等效为一个带负电的且位于地球球心处的点电荷，这样地球和带电尘埃间的作用就可等效为点电荷间的作用，可以用库仑定律进行定量分析。由于尘埃与地球之间的位置变化很大，故尘埃的重力是变化的，所以需要先将地球与尘埃等效为两质点，才可用万有引力进行定量分析。设带电尘埃的质量为m，电荷量为q；地球的质量为M，地球所带负电荷总量为Q，地球半径为R，当尘埃放在距离地球表面高度为地球半径一半时，恰好悬浮，由库仑定律和万有引力定律可得： ，得kQq＝GMm ①＝G 当尘埃放在距离地球表面高度与地球半径相等时，受到的万有引力F＝， ；受到的库仑力为：F′＝ 则 ②＝ 联立①②可知：＝1，故C正确。 考向二 电场强度的理解和计算 （2021·浙江·高三开学考试）如图所示，带正电的小球A和带负电的小球B可看成质点和点电荷，被轻绳1和2系住后通过电荷间的相互作用恰好能静止为如图所示的状态，1绳与竖直方向成 ，2绳水平。则（　　） A．B对A的库仑力可能与绳2的拉力相等 B．A与B间的库仑力可能小于绳2的张力 C．A与B的总重力与绳2的拉力之比为 D．绳1与绳2的拉力之比为 【答案】C 【详解】B．选取B为研究对象，受力分析如图l所示，受3个力：重力 ，A对B的库仑力 ，2绳拉力 ；根据平衡条件，这3个力合力为0，则 与 的合力应与 大小相等，方向相反。由图1可知，根据直角三角形知识， 一定大于 ，所以B错误； A．由牛顿第三定律，B对A的库仑力一定大于绳2的拉力，所以A错误； C．再选取A与B整体为研究对象，受力分析如图2所示，受3个力；整体重力 ，1绳拉力 ，2绳拉力 ；根据平衡条件，这3个力合力为0，则 与 的合力应与 大小相等，方向相反。由图2可知 得 所以C正确； D．绳1与绳2的拉力之比为 绳1与绳2的拉力之比应为2：1，所以D错误； 故选C。 1．（2018·浙江·一模）两个分别带有电荷量-Q和＋5Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F