专题15 电场的力学性质-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题15 电场的力学性质 题型一 库仑定律的理解和应用 1 题型二 库仑力作用下的平衡问题 2 题型三 库仑力下的变速问题 5 题型四 电场强度的理解和计算 6 类型1 点电荷电场强度的叠加 7 类型2 非点电荷电场强度的叠加和计算 8 题型一 库仑定律的理解和应用 ①F＝k，r指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球心间距。 ②当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。 [题型专练1]. （2023秋•长宁区校级月考）如图所示，把一个带电小球A固定在光滑的绝缘水平桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B，现给小球B一个垂直A、B连线方向的速度v0，使其在水平桌面上运动，则下列说法中正确的是（　　） A．若A、B带同种电荷，B球可能做速度减小的曲线运动 B．若A、B带同种电荷，B球一定做加速度增大的曲线运动 C．若A、B带异种电荷，B球一定做匀变速曲线运动 D．若A、B带异种电荷，B球可能做速度大小和加速度大小都不变的曲线运动 [题型专练2]. （2023秋•镜湖区校级期中）法国科学家库仑在1785年发现了库仑定律，下列关于库仑定律发现过程的说法，正确的是（　　） A．库仑从万有引力定律中得到启示，将电荷间的相互作用类比于物体间的引力作用，用实验直接测量了电荷间作用力与距离的关系 B．库仑用库仑扭秤直接测出了静电力常量的数值k＝9.0×109N•m2/C2 C．质量相等的两个带电金属球，如果相互接触后再分开，每个金属球的电荷量都是原来的一半 D．任何两个电荷间的相互作用都满足库仑定律 [题型专练3]. （2023秋•郫都区期中）光滑水平面上的两个小球A、B绕着它们连线上的某点做匀速圆周运动．两个小球间的距离为L并保持不变，小球A、B所带电荷量分别为+2Q和﹣Q．质量分别为m和2m，不计两球间的万有引力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B所受库仑力大小之比为2：1 B．A、B的线速度大小之比为2：1 C．若仅把B的电荷量变为﹣2Q．则稳定后A、B做圆周运动的半径之比为1：1 D．若仅把A的质量变为2m，则稳定后A、B的线速度大小之比为2：1 题型二 库仑力作用下的平衡问题 1．平衡问题应注意： (1)明确库仑定律的适用条件； (2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律； (3)进行受力分析，灵活应用平衡条件． 2．三个自由点电荷的平衡问题 (1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处的合场强为零，或每个点电荷受到的两个库仑力必须大小相等，方向相反． (2)规律：“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． [题型专练4]. （2024秋•榆阳区校级月考）如图所示，甲、乙两个带电金属小球（均视为质点）的质量均为m，甲用长度为3L的轻质绝缘细线悬挂在O点，乙用长度为5L的轻质绝缘细线也悬挂在O点，甲靠在光滑绝缘的竖直墙壁上，甲、乙静止时两条细线之间的夹角正好为53°，重力加速度为g，静电引力常量为k，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两球的高度不相同 B．甲、乙两球一定带等量的同种电荷 C．甲、乙两球带电量的乘积等于 D．细线对甲球的拉力大于 mg [题型专练5]. （2023秋•庐阳区校级月考）如图所示，在倾角为30°的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B两小球的质量均为m，A球的电荷量qA＝q＞0，A、B两小球的间距为L，系统处于静止状态。已知静电力常量为k，A、B两小球均可视为点电荷，则（　　） A．弹簧伸长量为 B．B球的电荷量qB C．A球受到的库仑力大小为mg D．若增大B球的电荷量，系统再次平衡后，弹簧伸长量会增加 [题型专练6]. （2023秋•重庆期中）如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。三个可视为质点的带电小球A、B、C，质量均为M，其中A带电量为qA＝q0＞0，B的带电量qB＝﹣q0。当系统静止时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，则（　　） A．弹簧伸长量为 B． C．A球受到的库仑力大小为 D．相邻两小球间距为 [题型专练7]. （2023秋•重庆期中）如图所示，带电小球A固定在绝缘支架上，带电小球B用绝缘丝线悬挂于天花板，悬点P位于小球A的正上方，A、B均视为点电荷，小球B静止时悬线与竖直方向的夹角为θ，由于漏电，A、B两小球的电荷量逐渐减小，在电荷漏完之前，有关悬线对悬点P的拉力T和A、