2026年高考物理一轮复习讲义 培优练习(新高考通用)第九章　第42课时　电场力的性质(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习讲义 培优练习(新高考通用)第九章　第42课时　电场力的性质(学生版+解析)，共11页。
【考情分析·探规律】
【知识梳理】
考点一 电荷守恒定律 库仑定律
【小试牛刀】
典例1.如图所示，两个相同的金属球A、B(可看成点电荷)带等量异种电荷，两球相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，现让另一个相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是( )
A.F8B.F4C.3F8D.3F4
【解题技巧】电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。公式：q1'＝q2'＝q1＋q22。
典例2.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带同种电荷，k＝169
B.a、b带异种电荷，k＝169
C.a、b带同种电荷，k＝6427
D.a、b带异种电荷，k＝6427
典例3.如图所示，在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根与斜面平行的劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，qA＝q0>0，qB＝－q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则( )
A.qC＝47q0
B.弹簧伸长量为Mgsinαk0
C.A球受到的库仑力大小为2Mg
D.相邻两小球间距为q03k7Mg
【解题技巧】
1.库仑力作用下的平衡问题，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)平衡规律：
考点二 电场强度
【小试牛刀】
典例1.(来自教材改编)真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m，如图甲所示。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是( )
A.B点的电场强度大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度的方向沿x轴负方向
C.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
D.点电荷Q是正电荷
典例2.(2024·贵州卷·7)如图，A、B、C三个点位于以O为圆心的圆上，直径AB与弦BC间的夹角为30°。A、B两点分别放有电荷量大小为qA、qB的点电荷时，C点的电场强度方向恰好沿圆的切线方向，则qAqB等于( )
A.13B.33C.3D.2
考点三 电场线的理解及应用
【小试牛刀】
典例1.(多选)电场线能直观地反映电场的分布情况。如图是等量异种点电荷形成的电场；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D分别是两电荷连线上关于O对称的两点。则( )
A.E、F两点电场强度相同
B.A、D两点电场强度不同
C.B、O、C三点中，O点电场强度最小
D.从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大
考点四 静电的防止及利用
【小试牛刀】
典例1.如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度小于B点的电场强度
B.B点的电场强度小于C点的电场强度
C.由于静电屏蔽，C点的电场强度等于0
D.由于静电感应，球壳内表面感应出电荷
【限时训练】（限时：60分钟）
【基础必刷题】1~7题每小题5分，共35分
1.(2024·江苏卷·1)在静电场中有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系，请问a、b两点的场强大小关系是( )
A.Ea＝EbB.Ea＝2Eb
C.EaEb
2.(多选)M和N是两个不带电的物体。它们互相摩擦后M带正电且所带电荷量为1.6×10－10 C，下列判断正确的有( )
A.摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B.摩擦过程中电子从M转移到N
C.N在摩擦后一定带负电且所带电荷量为1.6×10－10 C
D.M在摩擦过程中失去1.6×1010个电子
3.把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场的分布情况。如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，图乙为简化后的电场线分布情况，则( )
A.由图甲可知，电场线是真实存在的
B.图甲中，没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中由A点静止释放的质子能沿着电场线运动到B点
4.(2025·山东济南市学情调研)如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电荷量为＋Q的金属小球移动到距离O点为r的某处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，无穷远处电势为0，下列说法正确的是( )
A.金属小球激发的电场在防护服内不存在
B.金属小球与O点连线中点P处的电势为0
C.感应电荷在O点处产生的电场强度大小等于kQr2
D.防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧内表面带正电
5.如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量均为＋q，c和d电荷量均为－q，静电力常量为k，则a电荷受到的其他三个电荷的库仑力的合力大小是( )
A.0B.2kq2l2C.kq2l2D.3kq22l2
6.如图所示，绝缘斜面体ABC静止于粗糙的水平面上，∠B＝37°，∠C＝53°，两个可视为质点的带电物体P、Q分别静止在AB和AC面上，且P、Q连线水平。已知AB、AC面均光滑，斜面体和P、Q的质量分别为M、m1、m2，重力加速度为g，sin 37°＝0.6。下列判断正确的是( )
A.P、Q的质量之比是16∶9
B.P、Q带异种电荷，且Q的电荷量等于P的电荷量
C.水平面对斜面体底部有水平向右的静摩擦力
D.水平面对斜面体的支持力大于(M＋m1＋m2)g
7.(2023·湖南卷·5)如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°。若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为( )
A.Q1＝q，Q2＝2q，Q3＝q
B.Q1＝－q，Q2＝－433q，Q3＝－4q
C.Q1＝－q，Q2＝2q，Q3＝－q
D.Q1＝q，Q2＝－433q，Q3＝4q
【巩固必刷题】8~10题每小题6分，共18分
8.(多选)如图所示，在竖直平面内以O点为圆心的绝缘圆环上有A、B、C三点将圆三等分，其中A、B的连线水平。在A、B两点各固定一个电荷量为＋Q的点电荷，在C点固定一个电荷量为－2Q的点电荷。在O点有一个质量为M的带电小球处于静止状态，已知圆的半径为R，重力加速度为g，静电力常量为k，下列说法正确的是( )
A.小球带正电
B.O点的电场强度大小为kQR2
C.小球的带电荷量为MgR23kQ
D.撤去C点点电荷瞬间，小球的加速度大小为23g
9.(2021·海南卷·8)如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α＝60°，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为( )
A.36B.12C.32D.33
10.(2024·新课标卷·18)如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则( )
A.两绳中的张力大小一定相等
B.P的质量一定大于Q的质量
C.P的电荷量一定小于Q的电荷量
D.P的电荷量一定大于Q的电荷量
【尖子拔高题】(11分)
11.(多选)(2024·海南卷·12)真空中有两个点电荷，电荷量均为－q(q>0)，固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x(x≪r)，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是( )
A.P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为33r
B.P1P2中垂线上电场强度的最大值为43kq9r2
C.在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小
D.在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动
电场力的性质
2025·广西、2025·海南、2025·河北、2025·四川、2025·河北、
2024贵州卷T7、2024重庆卷T6、2024海南卷T12、2024北京卷T11、
2024甘肃卷T9、2024广东卷TB、2024河北卷T2，T7、2024湖南卷T5、
2024江西卷T1、2024全国甲卷T18、2024湖北卷T8、2024新课标卷T18、
2024江苏卷T1、2024福建卷T11、2023山东卷T11、2023全国甲卷T18、
2023全国乙卷T19，T24、2023新课标卷T25、2023重庆卷T3、
2023广东卷T9、2023天津卷T8、2023辽宁卷T9、2023海南卷T12、
2023湖北卷T3、2022湖南卷T5、2022山东卷T3、2022全国乙卷T19、
2022江苏卷T9、2022河北卷T6、2022湖南卷T2
试
题
情
境
生活实践类
人体带电头发散开，尖端放电，避雷针，静电吸附，直线加速器，示波器，静电加速器
学习探究类
观察静电感应现象，探究电荷间的作用力的影响因素，库仑扭秤实验，模拟电场线，观察电容器的充、放电现象
电荷守
恒定律
内容
电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变
三种起
电方式
摩擦起电、感应起电、接触起电
实质
物体得失电子
元电荷
e＝1.60×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
比荷
带电粒子的电荷量与其质量之比叫作比荷
电子的比荷为：eme＝1.76×1011 C/kg
点电荷
代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型
库仑
定律
内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上
表达式
F＝kq1q2r2，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫作静电力常量
条件
①真空中；②静止点电荷
电场
(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用
电场强度
定义：放入电场中某点的电荷受到的静电力F与它的电荷量q的比值
定义式：E＝Fq；单位：N/C或V/m
方向：规定正电荷在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向
点电荷的电场
表达式：E＝kQr2
方向：对于正点电荷的电场，方向背离正点电荷；对于负点电荷的电场，方向指向负点电荷
电场强度的叠加
遵循平行四边形定则
典型电
场的电
场线
电场线
的特征
(1)电场线是假想的，实际电场中不存在
(2)电场线起始于正电荷(或无限远)，终止于无限远(或负电荷)。静电场的电场线不闭合
(3)电场线不相交，也不相切
(4)电场线的疏密程度反映电场的强弱
(5)电场线不表示电荷在电场中运动的轨迹
两种等量点电荷电场线的比较
比较
等量异种点电荷
等量正点电荷
电场线
分布图
电荷连线上的电场强度
沿连线先变小后变大
O点最小，但不为零
O点为零
中垂线上的电场强度
O点最大，向外逐渐减小
O点最小，向外先变大后变小
关于O点对称位置的电场强度
A与A'、B与B'、C与C'
等大同向
等大反向
静电平衡
(1)定义：导体放入电场中，附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反，使得叠加电场强度为零时，自由电荷不再发生定向移动，导体达到静电平衡状态
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
①导体内部的电场强度处处为零
②导体是一个等势体，导体表面是等势面
③导体表面处的电场强度方向与导体表面垂直
④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上
⑤在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有净电荷
尖端放电
导体尖端周围电场使空气电离，电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷
静电屏蔽
处于电场中的封闭金属壳，由于内部电场强度处处为零，从而外电场对壳内仪器不会产生影响