高考物理一轮复习考点题型演练专题18电场的力学性质（解析）

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1、2020届高考物理一轮复*热点题型归纳与变式演练专题18 电场的力学性质【专题导航】目录热点题型一库仑定律的理解及其相关平衡问题1库仑定律与电荷守恒定律的结合问题2三个孤立共线点电荷平衡问题3库仑力作用下的平衡问题4热点题型二电场强度的理解与计算5点电荷电场中场强的计算6补偿法求电场强度7等效法求电场强度9微元法求电场强度9热点题型三电场线的理解和应用10等量异(同)种电荷电场线的分布11电场线中带电粒子的运动分析12根据粒子运动情况判断电场线分布13【题型演练】14【题型归纳】热点题型一库仑定律的理解及其相关平衡问题1对库仑定律的理解(1)Fk，r指两点电荷间的距离对可视为点电荷的两个均匀带

2、电球，r为两球的球心间距(2)当两个电荷间的距离r0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大2“三个自由点电荷平衡”的问题(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)3求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点具体步骤如下：库仑定律与电荷守恒定律的结合问题【例1】三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球

3、的直径球1的电荷量为q，球2的电荷量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F.现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变由此可知()An3 Bn4 Cn5 Dn6【答案】D.【解析】由于各球之间距离远大于小球的直径，小球带电时可视为点电荷由库仑定律Fk知两点电荷间距离不变时，相互间静电力大小与两球所带电荷量的乘积成正比又由于三小球相同，则接触时平分总电荷量，故有qnq，解得n6，D正确【变式】两个分别带有电荷量Q和5Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接

4、触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为()A B C D【答案】D.【解析】两球相距r时，根据库仑定律Fk，两球接触后，带电荷量均为2Q，则Fk，由以上两式可解得F，D正确三个孤立共线点电荷平衡问题(1)条件：每个点电荷所受合力为零(2)平衡规律“两同夹异”正、负电荷相互间隔；“三点共线”三个点电荷分布在同一条直线上；“两大夹小”中间电荷的电荷量最小；“近小远大”中间电荷靠近电荷量较小的电荷【例2】(2019浙江十校联盟测试)如图所示，a、b、c为真空中三个带电小球，b球带电荷量为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

5、挂a小球的细线向左倾斜，悬挂c小球的细线竖直，则()Aa、c两小球带同种电荷 Ba、c两小球带异种电荷Ca小球带电荷量为4Q Dc小球带电荷量为4Q【答案】AC【解析】已知b球带正电，若c球也带正电，为使悬挂c球的细线竖直，则a球应带负电，此时a球受到b、c两球向右的库仑引力，故悬挂a球的细线向右倾斜，与事实不符；若c球带负电，为使悬挂c球的细线竖直，则a球也应带负电，此时若c球给a球的斥力大于b球给a球的引力，则悬挂a球的细线向左倾斜，与事实相符，综上可知，a、c两球都带负电，A正确，B、D错误对c球进行分析，由库仑定律和牛顿第二定律有kk0，解得Qa4Q，C正确【变式】.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示A处电荷带正电荷量Q1，B处电荷带负电荷量Q2，且Q24Q1，另取一个可以自由移动的点电荷Q3，放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则()AQ3为负电荷，且放于A左方 BQ3为负电荷，且放于B右方CQ3为正电荷，且放于A、B之间

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