第1章 专题强化练1 静电场中的力电综合问题（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

**基本信息** 聚焦静电场力电综合，通过微元法、动态受力分析等方法体系，系统整合场强叠加、力电平衡及能量守恒知识，培养科学推理与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |场强叠加与平衡|第1题|微元法+对称性分析|圆环场强合成→点电荷场强叠加→力电平衡方程| |动态电场受力|第2题|动态受力+加速度分析|电场变化→压力变化→摩擦力变化→加速度变化规律| |连接体与弹簧|第3题|平衡条件+能量守恒|弹簧状态分析→系统受力平衡→能量转化与速度关系|

专题强化练1　静电场中的力电综合问题 1.（2026河北邢台名校协作体模拟）如图所示，半径为R的金属圆环固定在竖直平面内，金属环均匀带电，带电荷量为Q，一长为L=2R的绝缘细线一端固定在圆环最高点，另一端连接一质量为m、带电荷量为q（未知）的金属小球（可视为质点）。稳定时带电金属小球在过圆心且垂直圆环平面的轴上的P点处于平衡状态，点P'（图中未画出）是点P关于圆心O对称的点。已知静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是 （　　） A.O点的场强一定为零 B.P'点场强大小为 C.带电金属小球的电荷量为q= D.剪断细线瞬间，小球加速度水平向右 2.（多选题）（2026广东中山桂山中学检测）如图所示，一质量为m、带电荷量为q（q>0）的物体处于场强按E=E0-kt（E0、k均为大于零的常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，t=0时刻物体处于静止状态。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是 （　　） A.物体开始运动后加速度先增大后保持不变 B.物体开始运动后加速度不断增大 C.经过时间t=，物体在竖直墙壁上的位移达到最大值 D.经过时间t=，物体运动速度达到最大值 3.（2026福建福州高级中学适应性检测）如图所示，A、B两物块用一根轻绳跨过光滑轻质定滑轮相连，其中A带负电，电荷量大小为q。空间中有平行于斜面向下的匀强电场，A恰好静止于倾角为37°的光滑斜面上，轻绳恰好拉直且无形变，不带电的B、C通过一根轻弹簧拴接在一起，A、B、C均处于静止状态，质量均为m，重力加速度为g。弹簧劲度系数为k，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求： （1）电场强度E的大小； （2）现突然将电场的方向改变180°，A、B开始运动起来，请求出当B速度达到最大时，B的位移大小； （3）继续保持（2）问中的条件，请求出当C刚好要离开地面时，B的速度大小。 答案与分层梯度式解析 专题强化练1　静电场中的力电综合问题 1.C　根据对称性可知，带电荷量为Q的圆环在圆心O点产生的场强为零，带电金属小球在O点产生的场强不为零，所以O点的场强不为零，A错误。设细线与竖直方向的夹角为θ，由几何关系得cos θ==，θ=60°，应用微元法，将金属圆环无限划分，设每一极小段圆环带电荷量为Δq，则∑k sin θ=EP，其中∑Δq=Q，解得EP==；根据对称性可知，带电荷量为Q的圆环在P、P'两点产生的场强大小相等、方向相反，即带电荷量为Q的圆环在P'点产生的场强大小为，而P'点的场强是圆环与带电金属小球在P'点产生的电场强度的叠加，所以EP'≠，B错误。对带电金属小球受力分析如图，则qEP=mg tan 60°，解得q=，C正确。剪断细线瞬间，小球所受合外力沿细线方向斜向右下，则加速度方向斜向右下方，D错误。 2.BC　物体开始运动后，由于E逐渐减小，物体与墙壁间的压力减小，摩擦力减小，加速度逐渐增大；经过时间t=后，E=0，物体与墙壁间压力为0，摩擦力为0，竖直方向加速度达到最大；此后电场力方向改变，物体离开墙壁做曲线运动，竖直方向做匀加速运动，水平方向做加速度逐渐增大的变加速运动，故B、C正确。 3.答案　（1）　（2）　（3） 解析　（1）对A受力分析，受到重力、斜面的支持力和电场力，根据平衡条件可得qE=mg sin 37° 解得E= （2）初始时，弹簧处于压缩状态，对B受力分析，有 mg=kx1 解得x1= 当B物块速度达到最大时，加速度为零，对A有 qE+mg sin 37°=T 此时弹簧处于伸长状态，对B有T=mg+kx2 解得x2= 所以B的位移大小为x=x1+x2= （3）C刚要离开地面时有mg=kx3，所以x1=x3 此时弹簧形变量大小与初始状态时相等，弹簧弹力刚好做功为0，对A、B系统有 qE·2x1+mg sin 37°·2x1-mg·2x1=·2m-0 解得vB= 7 学科网（北京）股份有限公司 $