专题8 电场（解析版）.docx

专题8电场

一、库仑定律表达式：F＝keq\f(q1q2,r2)，适用条件是真空中两静止点电荷之间相互作用的静电力．

平衡问题应注意：

(1)明确库仑定律的适用条件；

(2)知道完全相同的带电小球接触时电荷量的分配规律；

(3)进行受力分析，灵活应用平衡条件．

如图，两根相同的橡皮筋各有一端系于固定的挡板，另一端分别与带电量为q、﹣q的小球连接，小球静止在光滑水平绝缘板上，两橡皮筋位于同一水平直线上，橡皮筋的伸长量均为Δl。若缓慢地增加两球的电荷量，当电荷量增加至原来2倍时（两小球不会相碰），恰好平衡。则每条橡皮筋的伸长量（）

A．恰为2Δl B．大于2Δl但小于4Δl

C．恰为4Δl D．大于4Δl

【解答】解：设初始时带电量为q、﹣q的小球之间的距离为l，由于小球处于平衡状态，则有橡皮筋弹力等于小球之间的库仑力，即对任意小球有：

kΔl＝kq

电荷量增大为原来的2倍时，设两个小球之间的距离为l′，橡皮筋的伸长量变为Δl′，当小球再次处于平衡状态时，对任意小球有：

kΔl′＝k(2q)2

又因为小球相互吸引，相互靠近，所以两个小球之间的距离会小于初始距离，即：

l′＜l

因此：kΔl′＝4kq2l

所以：Δl′＞4Δl，故D正确，ABC错误。

故选：D。

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，则（）

A．qc

B．弹簧伸长量为Mgsinαk

C．A球受到的库仑力大小为2Mg

D．相邻两小球间距为q

【解答】解：AD、对C分析，受重力、支持力和AB的库仑力，则AB的库仑力之和沿斜面向上，又B距离C近，给C的库仑力大，则C球带正电，设小球间距为a，

对C：kq0qCa

对B：kq02a2

联立解得：qC=47

代入kq02a2

解得：a＝q03k7Mgsinα

对ABC用整体法，ABC受力平衡，即ABC受到的弹力等于重力的分力。即得弹簧伸长量Δx=3Mgsinα

对BC用整体法，BC受力平衡，即BC受到库仑力等于重力分力，即得A受到的库仑力为2Mgsinα，故C错。

故选：A。

已经证实，质子是由上夸克和下夸克两种夸克组成的，上夸克带电为+23e

A． B．

C． D．

【解答】解：AB、质子带电为+e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。故AB错误；

CD、由题意可知，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，设间距为d，

这时上夸克与上夸克之间的静电力应为F1

上、下夸克之间的静电力F2

由力的合成可知上夸克所受的静电力的合力斜向外，下夸克受的静电力合力指向两个上夸克连线中点，故C错误，D正确；

故选：D。

用绝缘细线a、b将两个带电小球1和2连接并悬挂，已知小球2的重力为G，如图所示，两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，两小球连线与水平方向夹角为30°，细线b水平，则（）

A．小球1带电量一定小于小球2的带电量

B．细线a拉力大小为23

C．细线b拉力大小为33

D．小球1与2的质量比为1：2

【解答】解：C、对小球2，由平衡条件，在水平方向上可得：Fb＝F库?cos30°，在竖直方向上可得：G＝F库?sin30°

解得细线b拉力大小为Fb

BD、对小球1，由平衡条件，同理可得：

Fa?sin30°＝F库?cos30°

m1g+F库sin30°＝Fa?cos30°

解得细线a拉力大小为Fa

同时可得：m1g＝2G

又有m2g＝G

则小球1与2的质量比为m1：m2＝2：1，故B正确，D错误；

A、由上述分析只能得到库仑力的大小，由F库

故选：B。

如图所示，两个质量分别为mA和mB的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为xA和xB，到滑轮的距离分别为lA和lB，且lA：lB＝1：2，细绳与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，两球电荷量分别为qA和qB。则（）

A．qA＞qB B．θ1＞θ2 C．mA：mB＝1：2 D．xA：xB＝1：2

【解答】解：A．根据题意可知两球的电场力是相互作用力，所以无法比较两球电荷量的大小，故A错误；

B．绳子上的力处处相等，对绳子跨过定滑轮的结点受力分析可知：

Tcosθ1＝Tcosθ2

解得：θ1＝θ2，故B错误；

CD．对两球受力可知，如下图所示，根据相似三角形可得：

mA

可得mA：mB＝2：1

xA：xB＝1：2

故C错误，D正确。

故选：D。

二、场强公式的比较

三个公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝\f(