一轮复习 专题20 电场力的性质（含解析）

专题20 电场力的性质 目录 题型一 库仑定律与带电体平衡 1 类型1 库仑力的叠加 1 类型2 库仑力作用下的平衡 6 题型二 电场强度的理解和计算 12 题型三 等量同种和异种点电荷周围电场强度的比较 15 题型四 电场强度的叠加 21 类型1 点电荷电场强度的叠加 22 类型2 非点电荷电场强度的叠加及计算 27 题型五 静电场中的动力学分析 37 题型一 库仑定律与带电体平衡 1．库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。 2．对于两个均匀带电绝缘球体，可将其视为电荷集中在球心的点电荷，r为球心间的距离。 3．对于两个带电金属球，要考虑表面电荷的重新分布，如图2所示。 (1)同种电荷：F＜k； (2)异种电荷：F＞k。 4．不能根据公式错误地认为r→0时，库仑力F→∞，因为当r →0时，两个带电体已不能看作点电荷了。 类型1 库仑力的叠加 【例1】．如图所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球、和，相互之间的距离，，垂直于。已知小球所受的库仑力的合力方向平行于边，设小球和的带电量的比值为，则（　　） A．和带同种电荷， B．和带异种电荷， C．和带同种电荷， D．和带异种电荷， 【例2】．如图所示，真空中，a、b、c三处分别固定电荷量为+q、-q、+q的三个点电荷。已知静电力常量为k，ab=bc=l，。则b处点电荷受到a、c两处点电荷的库仑力的合力大小为（　　） A． B． C． D． 【例3】．如图所示，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电量均为，c带电量为，则（ ） A．ab连线中点场强为零 B．三角形中心处场强为零 C．b所受库仑力方向垂直于ab连线 D．a、b、c所受库仑力大小之比为 【例4】．夸克模型是一种粒子物理学上的分类方案，它基于强子内价夸克的种类来分类强子。夸克模型在1964年由默里·盖尔曼和乔治·茨威格独立提出，并已成为标准模型的一部分。标准模型是已确立的强相互作用和弱电相互作用的量子场论。夸克模型成功地将1950至60年代所发现的的大量较轻的强子妥当编组，并在1960年代后期得到了实验确认。夸克带有分数电荷，例如或，根据夸克模型，中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示。下面给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是（ ） D． 【例5】．如图所示，A球、C球均带正电，B球带负电，A球固定在绝缘的水平地面上，B球由绝缘的细线拉着，C球处在与B球等高的位置，A、B、C三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形。若细线与竖直方向的夹角为，A、B、C三球所带电荷量大小分别为、、，质量，则为（　　） A．4:2:1 B．2:1:4 C． D． 类型2 库仑力作用下的平衡 (1)解题思路 涉及库仑力的平衡问题，其解题思路与力学中的平衡问题一样，只是在原来受力的基础上多了库仑力，具体步骤如下： (2)“三个自由点电荷”的平衡问题 ①平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。 ②　　 【例1】如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将质量为m、带电荷量为q的小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，丝线BC长度为，AC两点间的距离为2L。当小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角，带电小球A、B可视为质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．丝线对小球B的拉力为 B．小球A的带电荷量为 C．如果小球A漏电导致电量减少少许，则AB之间距离减小，库仑力变大 D．如果小球A漏电导致电量减少少许，丝线拉力大小不变 【例2】．如图所示，充电后的平行板电容器竖直放置在水平绝缘地板上，将一根光滑绝缘细绳系在电容器、极板上的A、两点（点高于A点），再将一带正电的小球（可视为质点）悬挂在细绳上并处于静止状 ... ...