2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练电场的力学性质(解析版)

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练

专题18 电场的力学性质

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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

q1q2

(1)F＝k2，r指两点电荷间的距离．对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球的球心间距．

r(2)当两个电荷间的距离r→0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( )

A．n＝3 B．n＝4 C．n＝5 D．n＝6 【答案】D.

Q1Q2【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F＝k2知两点电r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q×nq＝×2

?q＋nq?

2?nq?

2

，解得n＝6，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r

们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为( )

25FF4F16FA． B． C． D． 16555【答案】D.

Q·5Q2Q·2Q【解析】两球相距r时，根据库仑定律F＝k2，两球接触后，带电荷量均为2Q，则F′＝k，由以rr2

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