专题07 静电场中的力和能量问题（6大命题点3大分层）-【高频考点解密】2024年高考物理二轮复习高频考点追踪与预测（新高考专用）

专题07 静电场中的力和能量问题 A·常考题不丢分 命题点01 利用库伦定律求解点电荷的受力问题 命题点02 同种或异种点电荷周围电势和电场强度的分布 命题点03 带电粒子在电场中的运动和功能关系 命题点04 等量点电荷在空间的电势和电场强度分布 命题点05 多点电荷或带电体周围电势和电场强度叠加问题 命题点06 带电粒子在匀强电场中的运动问题 B·拓展培优拿高分 C·挑战真题争满分 【命题点01 利用库伦定律求解点电荷的受力问题】 【针对练习1】如图所示，在光滑的绝缘水平面上有一边长为a的正方形ABCD，在A、C两点分别固定电荷量大小均为Q的点电荷，在B点固定一电荷量未知的点电荷，将一电荷量为q的试探电荷置于D点，该试探电荷恰好静止。静电力常量为k。若将该试探电荷移动到正方形的中心O位置，则试探电荷受到的静电力大小为（　　） A． B． C． D．0 【针对练习2】A、B两带电小球，电量分别为+q、+9q，质量分别为、，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的间距，，，C是AB连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是（　　） A．A、B间的库仑力为 B．挂A、B两球的绳子的拉力之比为 C．A、B两球的质量之比为 D．两绳偏离竖直方向的夹角与两个小球带的电量成正比 【针对练习3】质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝缘丝线相互连接，放置在光滑绝缘的水平面上，A球的电荷量为＋q．在C球上施加一个水平向右的恒力F之后，三个小球一起向右运动，三根丝线刚好都伸直且没有弹力，F的作用线反向延长线与A、B间的丝线相交于丝线的中点，如图所示．已知静电力常量为k，下列说法正确的是（　　）    A．B球的电荷量可能为＋2q B．C球的电荷量为 C．三个小球一起运动的加速度为 D．恒力F的大小为 【命题点02 同种或异种点电荷周围电势和电场强度的分布】 【针对练习4】（多选）如图甲所示，两个等量正点电荷固定在绝缘水平面上，、、、是其连线中垂线上位于竖直方向上的四点，一带电量为，质量为的小球从A点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线），点处的切线平行于轴，运动过程中小球电荷量保持不变，已知、两点间距离为0.8m，、两点间的距离为2.7m，，下列说法中正确的是（　　） A．两点电势差 B．小物块从点到点电场力做的功 C．点为间电场强度最大的点，场强大小 D．由到的过程中小物块的电势能先减小后变大 【针对练习5】（多选）如图所示，在x轴上处固定两个带电量均为的点电荷，一电子仅在静电力的作用下沿x轴从处移动到处或沿y轴从处移动到处。下列说法中正确的是（　　） A．沿x轴移动时电子的动能先增大后减小 B．沿y轴移动时电子的动能先增大后减小 C．在处固定电荷量为的负点电荷，可使处的电场强度为0 D．在处固定电荷量为的正点电荷，可使处的电场强度为0 【针对练习6】电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；是电荷连线的中点，、是连线中垂线上关于对称的两点，、和、是两电荷连线上关于对称的两点。则（    ） A．、两点场强相同 B．、两点电势不等 C．、、三点中，点场强最大 D．从点向点运动的电子加速度逐渐减小 【命题点03 带电粒子在电场中的运动和功能关系】 【针对练习7】如图所示，劲度系数为k的轻弹簧，一端固定于倾角为的光滑绝缘斜面顶端的挡板上，另一端连接绝缘带正电可视为质点的小球A，小球的质量为m，电量为q，弹簧处于原长时小球在O点。在空间中加一平行于斜面向上的匀强电场，电场强度大小为E，将小球从O点由静止释放，小球沿斜面运动至M点时加速度为零，重力加速度为g，则小球从O点运动至M点过程中，小球的（　　） A．机械能一直增加 B．机械能先增大后减小 C．位移大小为 D．电势能的增加量等于重力势能的减少量 【针对练习8】如图所示，竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道与粗糙绝缘水平轨道在B处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，OB左侧空间存在竖直向下的匀强电场，场强大小为。一质量为带负电的物块，电荷量，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。物块与水平轨道间的动摩擦因数为。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D．物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在上，因摩擦产生的热量最小值为 【针对练习9】（多选）一种静电