2020届高考物理复习常考题型专题15电场的力学性质（原卷版+解析版）

2020届高考物理复习常考题型专题15—电场的力学性质 题型一　库仑定律的理解和应用 题型二　库仑力作用下的平衡问题 题型三　库仑力作用下的变速运动问题 题型四　电场强度的理解和计算 类型1　点电荷电场强度的叠加及计算 类型2　非点电荷电场强度的叠加及计算 1．等效法 2．对称法 4．微元法 3．填补法 题型一　库仑定律的理解和应用 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做点电荷了． 【例题】(2018·全国卷Ⅰ·16)如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5 cm，bc＝3 cm，ca＝4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则(　　) A．a、b的电荷同号，k＝ B．a、b的电荷异号，k＝ C．a、b的电荷同号，k＝ D．a、b的电荷异号，k＝ 题型二　库仑力作用下的平衡问题 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： 注意库仑力的方向：同性相斥，异性相吸，沿两电荷连线方向． 【例题1】(2019·闽粤期末大联考)如图甲所示，用OA、OB、AB三根轻质绝缘绳悬挂两个质量均为m的带等量同种电荷的小球(可视为质点)，三根绳子处于拉伸状态，且构成一个正三角形，AB绳水平，OB绳对小球的作用力大小为FT.现用绝缘物体对右侧小球施加一水平拉力F，使装置静止在图乙所示的位置，此时OA绳竖直，OB绳对小球的作用力大小为FT′.根据以上信息可以判断FT和FT′的比值为(　　) A. B. C. D．条件不足，无法确定 【例题2】(多选)(2019·广东省汕头市质检)A、C是两个带电小球，质量分别是mA、mC，电荷量大小分别是QA、QC，用两条等长绝缘细线悬挂在同一点O，两球静止时如图8所示，此时细线对两球的拉力分别为FTA、FTC，两球连线AC与O所在竖直线的交点为B，且ABQC B．mA∶mC＝FTA∶FTC C．FTA＝FTC D．mA∶mC＝BC∶AB 题型三　库仑力作用下的变速运动问题 【例题1】(2019·河南省安阳市第二次模拟)如图所示，光滑绝缘的水平面上有一带电荷量为－q的点电荷，在距水平面高h处的空间内存在一场源点电荷＋Q，两电荷连线与水平面间的夹角θ＝30°，现给－q一水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动(恰好不受支持力)，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则(　　) A．点电荷－q做匀速圆周运动的向心力为 B．点电荷－q做匀速圆周运动的向心力为 C．点电荷－q做匀速圆周运动的线速度为 D．点电荷－q做匀速圆周运动的线速度为 【例题2】(2018·湖北省武汉市部分学校起点调研)在匀强电场中，有一质量为m，带电荷量为＋q的带电小球静止在O点，然后从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，那么下列关于匀强电场的场强大小的说法中正确的是(　　) A．唯一值是 B．最大值是 C．最小值是 D．不可能是 题型四　电场强度的理解和计算 类型1　点电荷电场强度的叠加及计算 1．电场强度的性质 (1)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向； (2)唯一性：电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置； (3)叠加性：如果有几个静止点电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和 2．三个计算公式 公式 适用条件 说 ... ...