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静电场及其应用:库仑定律及其应用、电场强度的计算专项训练
考点目录
库仑定律及其应用 电场强度的计算
考点一 库仑定律及其应用
核心知识点
qq
库仑定律:F=k 1 2 (真空中点电荷),k为静电力常量;同种电荷相斥、异种电荷相吸;适用条件:真空、点电
r2
荷。
解题思路点拨
1. 判断受力方向:根据电荷正负,确定库仑力是引力还是斥力,画出受力示意图。
2. 区分研究对象:明确单个电荷/多个电荷系统,选定分析对象。
3. 计算力的大小:满足条件直接代库仑定律公式;非点电荷需等效处理。
4. 力的合成与平衡
共线:力直接代数加减;
不共线:用平行四边形定则、正交分解求合力;
平衡问题:合力为零,列平衡方程求解电荷量、距离、未知力。
5. 动态分析:改变电荷间距、电荷量,结合公式判断力的大小、方向变化。
1.(25-26高一下·江苏南京·期中)如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C用三根长度均为l的绝
缘轻杆相互连接,放置在光滑绝缘的水平面上,在C球上施加一个水平向右的恒力F之后,三个小球一
起向右运动,三根轻杆刚好都没有弹力,F的作用线反向延长线与A、B间轻杆相交于杆的中点,(已知
F、m、l为已知量,k为静电力常量),求:
(1)系统的加速度大小;
(2)A、B、C三球电荷量。
12.(25-26高一下·江苏淮安·期中)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接
一根劲度系数为k 的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。A球质量为m,B球质量为M,且均带
0
电,其中A球带电荷量q ,系统处于静止状态。已知静电力常量k,重力加速度g。
A
(1)若已知两球间距为L,求B球所带电荷量q 大小;
B
(2)求弹簧伸长量Δx
3.(24-25高一下·江苏南京·期中)如图所示,倾角为37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,带电量为q的
负点电荷A固定在斜面底端,质量为m的带电小球B在斜面上离点电荷A距离为L的M点由静止释
放,释放的瞬间,小球B的加速度大小为a=0.5g,小球B向下运动到N点时,速度达到最大值。已知重
力加速度为g,静电力常量为k,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球B所带电的电性;
(2)小球B所带电量q =?
B
(3)A、N之间的距离d=?
24.(24-25高一下·浙江杭州·期中)真空中有两个完全相同的半径为1cm的带电绝缘金属小球A和B,它
们分别带有电荷量Q =+9×10-9C,Q =-7×10-9C。已知静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,求
A B
(1)A、B相距1m时,A、B间的库仑力大小。
(2)让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少个电子?
5.(24-25高二上·福建漳州·阶段检测)如图所示,一电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,另
一个带电量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方,已知绳长OA为2l,O到B点的距离为l,平衡
时A、B带电小球处于同一高度,静电力常量为k。求:
(1)A、B间库仑力大小。
(2)细线拉力大小。
(3)A小球的质量M。
36.(25-26高二上·陕西渭南·期末)如图所示,有两个相同的带正电小球A、B(视为点电荷),小球A固定在
竖直绝缘墙上,轻质绝缘丝线一端连接小球B,另一端悬挂在墙上C点,两球保持静止状态,此时丝线与
竖直方向的夹角θ=30°,A、B连线与竖直方向的夹角也为30°,已知两球带电荷量均为q,A、B间距离
为x,重力加速度大小为g,静电力常量为k。
(1)求每个小球的质量m;
(2)若突然剪断丝线,求此瞬间小球B的加速度大小a。
4考点二 电场强度的计算
核心知识点
F
6. 定义式:E= (普遍适用,E与F、q无关);
q
Q
7. 点电荷场强公式:E=k (仅适用于真空中点电荷);
r2
8. 场强叠加原理:多个电荷的合场强为各电荷单独产生场强的矢量和。
解题思路点拨
9. 选对应公式
F
已知试探电荷受力:用定义式E= ;
q
Q
已知场源点电荷:用E=k 。
r2
10. 确定场强方向:正电荷场强背离自身,负电荷场强指向自身。
11. 单一场源:直接代入公式计算大小,标注方向。
12. 多个场源(场强叠加)
分别算出每个电荷在该点产生场强的大小、方向;
共线场强:直接代数运算;
不共线场强:正交分解/平行四边形定则矢量合成,求合场强大小与方向。
13. 综合题型:结合电场力F=qE、平衡条件,联立求解未知量。
7.(25-26高一下·浙江温州·期中)如图所示,同一竖直平面内,有两根光滑绝缘杆OA和OB,与竖直线
OC的夹角均为45°,两杆上均套有能自由滑动的完全相同的导体小球,带电量均为+q,且静止于同一竖
直高度处,与O点的距离都为L,已知静电力常量k和重力加速度g,两小球可视为质点,求:
(1)两小球间的库仑力的大小;
(2)O点的电场强度;
(3)小球的质量。
58.(25-26高一下·江苏盐城·期中)如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在
A、B两点放置两点电荷q 、q 测得C点电场强度的方向与AB平行,则
A B
(1)q 带正电还是负电?
A
(2)q 、q 电荷量之比为多少?
A B
9.(2026·福建南平·一模)如图,两半径近似相等的光滑绝缘环形挡板固定在光滑水平面内,组成一圆心为
O、半径为R的圆形轨道。A、B为轨道上两点,M为OA的中点,N点在OA延长线上、与O点距离为
2R,且BO⊥BN。在M点固定一电荷量为Q的负点电荷,在N点固定一电荷量为2Q的正点电荷。一
带正电小球在轨道内做匀速圆周运动,经过A点时对内、外侧挡板均无压力。已知小球质量为m、电荷
量为q,小球可视为质点且运动过程中电荷量保持不变,静电力常量为k。求:
(1)M、N两处的电荷产生的电场在A点的合场强大小;
(2)小球做匀速圆周运动的速度大小;
(3)小球经过B点时对挡板压力的大小和方向。
610.(25-26高二上·四川巴中·阶段检测)如图所示,以O为圆心,r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、
c、d,空间有与x轴正方向相同的匀强电场,同时在O点固定一个电荷量为+Q的点电荷。如果把一个
电荷量为-q的试探电荷放在c点,恰好平衡。求:
(1)匀强电场的场强大小为多少;
(2)a、d两点的场强。(不计-q产生的场强)
11.(25-26高二上·内蒙古包头·期末)如图,A、B、C、D是正方形的四个顶点,正方形边长为a,在A点和
C点分别固定电荷量均为q的正点电荷,在B点固定一电荷量未知的点电荷后,D点的电场强度恰好等
于0。静电力常量为k,求:
(1)固定在B点的点电荷的电性和电荷量;
(2)此时A处的正点电荷所受库仑力的大小及方向。(方向用力与水平方向夹角的正切值表示)
712.(25-26高二上·河南商丘·阶段检测)如图所示,两个电荷量均为Q的正点电荷固定于真空中的A、B两
点,A、B间距离为L,MN为A、B连线在竖直面内的中垂线,交点为O,OM=ON=OA=OB=0.5L,
空间还存在沿MN向下的匀强电场,质量为m、电荷量为-q的负电荷C恰好静止在M点处,不计负电
荷C的重力,静电力常量为k。
(1)求匀强电场的场强大小;
(2)给电荷C一沿MO方向的初速度v ,若电荷C能运动到N点,求电荷C到N点时的速度大小。
0
8