重难专题：静电力的求解及其作用下的力平衡问题 分层同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

重难专题　静电力的求解及其作用下的力平衡问题

一、必备知识基础练

题组一　三个共线自由电荷的平衡

1.如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电轻质小球a、b,左边放一个带正电的固定球,电荷量为+Q,两悬线都保持竖直方向。下列说法正确的是(　　)

A.a球带正电,b球带正电,并且a球所带电荷量较大

B.a球带负电,b球带正电,并且a球所带电荷量较小

C.a球带负电,b球带正电,并且a球所带电荷量较大

D.a球带正电,b球带负电,并且a球所带电荷量较小

2.(多选)(2025湖南长沙期末)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球A、B、C(均可视为点电荷),电荷量分别为QA、QB、QC,三球沿一条直线摆放,仅受它们相互之间的静电力,三球均处于静止状态,A、B和B、C小球间的距离分别是r1、r2,则以下判断正确的是(　　)

A.A、C两个小球可能带异种电荷

B.三个小球的电荷量大小为QC>QA>QB

C.摆放这三个小球时,可以先固定C球,摆放A、B使其能处于静止状态,再释放C球

D.

题组二　非共线力作用下带电体的平衡

3.如图所示,A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接,放在光滑绝缘水平面上。当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0。若弹簧发生的是弹性形变,保持+Q不变,将+q变为-q,平衡时弹簧的形变量(　　)

A.小于x0 B.等于x0

C.大于x0 D.无法确定

4.如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,电荷量也为q的小球B固定在O点正下方的绝缘柱上,其中O点与小球A的间距为l,O点与小球B的间距为l,当小球A平衡时,悬线与竖直方向的夹角θ=30°,带电小球A、B均可视为点电荷,静电力常量为k,重力加速度为g,则(　　)

A.A、B间库仑力大小F库=

B.A、B间库仑力大小F库=

C.细线拉力大小为

D.细线拉力大小为mg

5.水平面上A、B、C三点固定着三个电荷量均为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点,OABC恰构成一棱长为L的正四面体,如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g,为使小球能静止在O点,小球所带的电荷量为(　　)

A. B. C. D.

二、关键能力提升练

6.如图所示,a、b、c为真空中三个带电小球,b小球所带电荷量为+Q,用绝缘支架固定,a、c两小球用绝缘细线悬挂,处于平衡状态时三小球球心等高,且a、b和b、c间距离相等,悬挂a小球的细线向左倾斜,悬挂c小球的细线竖直,则下列判断正确的是(　　)

A.a、b、c三小球带同种电荷

B.a、c两小球带异种电荷

C.a小球带电荷量为-4Q

D.c小球带电荷量为+4Q

7.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘丝线悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,丝线与竖直方向间的夹角分别为α、β,且β>α,则(　　)

A.a球的质量一定比b球的大

B.a球的电荷量一定比b球的大

C.a球受到的库仑力比b球的小

D.丝线对a球的拉力比对b球的小

8.如图所示,三个不带电的绝缘小球用完全相同的轻质弹簧相连,置于光滑绝缘水平面上。球心连线围住的面积为S。若让小球均带Q1的电荷量,则面积变成4S;若让小球均带Q2的电荷量,则面积变成9S。所以Q1与Q2的关系是(　　)

A. B.

C. D.

9.竖直绝缘墙壁上有一个固定的质点A,在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使丝线与竖直方向成θ角,如图所示,现增大A的电荷量,当B再次平衡后,丝线对悬点P的拉力大小(　　)

A.减小 B.不变 

C.增大 D.不能确定