2020新教材高中物理第九章静电场及其应用素养评价练含解析新人教版必修第三册.pdfVIP

静电场及其应用

素养一物理观念

考点库仑定律与库仑力作用下的平衡问题

1.库仑定律:F=。适用于真空中两个点电荷。当r→0时,公式不再适用。

2.库仑力作用下的平衡问题:

(1)特点:F=0。

合

(2)分析方法:

①同一直线上三个自由电荷的平衡。

a.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。

b.平衡的规律。

②不共线力作用下的平衡。

用共点力平衡的知识分析,常用的方法有正交分解法、合成法等。

3.库仑力作用下平衡问题的关键词转化:

【学业评价】

1.(水平2)在光滑、绝缘的水平面上,沿一直线依次排列三个带电小球A、B、C(可视为质点),如图所示。

若它们恰能处于平衡状态,那么这三个小球所带电荷量及电性的关系,下面情况可能的是()

A.9、-4、36B.4、9、36C.-3、2、8D.2、-3、6

【解析】选A。根据“两同夹异”“两大夹小”可知,B、C、D错误,A正确。

-1-

2.(水平4)相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q,如图所示,今引入第三个点电荷C,使三个点电

荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置

是()

A.-q,在A左侧距A为L处B.-2q,在A左侧距A为处

C.+4q,在B右侧距B为L处D.+2q,在B右侧距B为处

【解析】选C。A、B、C三个电荷要平衡,必须使三个电荷处于一条直线上,外侧两个电荷相互排斥,中间电

荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的引力,必须外侧电荷电量大,中间电荷

电量小,所以C必须为正电,在B的右侧,设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为L+r,要

能处于平衡状态,所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为Q,则

有:k=k,解得:r=L,对点电荷A,其受力也平衡,则:k

=k,解得:Q=4q,即C带正电,电荷量为4q,在B的右侧距B为L处,故选项C正确。

【补偿训练】

如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A。在两次实验中,均缓

慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬

线偏离竖直方向的角度为θ。若两次实验中B的电荷量分别为q和q,θ分别为30°和45°,则

12

为()

A.2B.3C.2D.3

-2-

【解析】选C。对A受力分析如图所示,由库仑定律得F=k,又r=

ll

sinθ,F=Gtanθ,由以上各式可解得q=,因G、、q、k不变,则

BA

==2,故选项C正确。

素养二科学思维

考点1电场强度及其叠加

1.场强的公式:

E=

E=

2.电场的叠加:

(1)电场叠加:多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。

(2)运算法则:平行四边形定则。

(3)注