《2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型 專題1.1 庫侖力作用下的平衡問題學(xué)案.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型 專題1.1 庫侖力作用下的平衡問題學(xué)案.doc（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題1.1 庫侖力作用下的平衡問題 庫侖定律闡述了帶電體間的相互作用規(guī)律以及此類問題的考題，常有兩類題型，一是只在庫侖（電場）作用下的帶電體的平衡，二是除電場力外，結(jié)合其他力作用下的帶電體的平衡高考試題多以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等，解題關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行受力分析，列出平衡方程。 1. 在同一直線上三個(gè)自由點(diǎn)電荷的平衡問題 (1) 條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到的兩個(gè)庫倫力必須大小相等，方向相反 (2) 規(guī)律：“三點(diǎn)共線”三個(gè)點(diǎn)電荷分布在同一條直線上，“兩同夾異”—正、負(fù)電荷相互間隔：“兩大夾小”——中間電荷的電荷量最小，“近小遠(yuǎn)大”——中間電荷靠近電荷量較小的電荷 2. 不在同一條直線上多個(gè)電荷的平衡問題 （1）根據(jù)題干條件，恰當(dāng)選取研究對象，進(jìn)行受力分析， （2）利用F=Eq或求出每個(gè)電荷受到的電場力， （3) 根據(jù)平衡條件。利用相似三角形法、圖解法、正交分解法等列式求解 3. 多個(gè)帶電體的庫侖力求解 當(dāng)多個(gè)帶電體同時(shí)存在時(shí),每兩個(gè)帶電體間的庫侖力仍遵守庫侖定律。某一帶電體同時(shí)受到多個(gè)庫侖力作用時(shí),可利用力的平行四邊形定則求出合力。 題型1 庫侖力作用下的平衡問題 【典例1】如圖所示，三個(gè)點(diǎn)電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3間距離為q1與q2間距離的2倍，每個(gè)電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個(gè)電荷的電荷量之比為(　　) A．(－9)∶4∶(－36) B．9∶4∶36 C．(－3)∶2∶(－6) D．3∶2∶6 【答案】A 【跟蹤訓(xùn)練】 1．如圖所示，在一條直線上有兩個(gè)相距0.4 m的點(diǎn)電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C，恰好使三個(gè)點(diǎn)電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為(　　) A．正，B的右邊0.4 m處 B．正，B的左邊0.2 m處 C．負(fù)，A的左邊0.2 m處 D．負(fù)，A的右邊0.2 m處 【答案】C 【解析】要使三個(gè)電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”“兩大夾小”的原則，所以選項(xiàng)C正確。 2. 如圖，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上；a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的大小為(　　) A. B. C. D. 【答案】B　 題型2 庫侖力與其他力作用下的平衡 【典例2】 如圖所示，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣斜面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(yīng)(　　) A．帶負(fù)電，放在A點(diǎn) B．帶正電，放在B點(diǎn) C．帶負(fù)電，放在C點(diǎn) D．帶正電，放在C點(diǎn) 【答案】C 【解析】小球a受到重力、支持力和庫侖力的作用處于平衡狀態(tài)時(shí)，才能靜止在斜面上．可知只有小球b帶負(fù)電、放在C點(diǎn)才可使a受合力為零，故選C. 【典例3】如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為q(q>0)的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為k0的相同輕質(zhì)彈簧絕緣連接．當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長度為l.已知靜電力常量為k，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長為(　　) A．l＋ B．l－ C．l－ D．l－ 【答案】C 【跟蹤訓(xùn)練】 1. 如圖所示，兩條不等長的細(xì)線一端拴在同一點(diǎn)，另一端分別拴兩個(gè)帶同種電荷的小球，電荷量分別是q1、q2，質(zhì)量分別為m1、m2，當(dāng)兩小球處于同一水平面時(shí)恰好靜止，且α>β，則造成α、β不相等的原因是(　　) A．m1m2 C．q1q2 【答案】A　 【解析】庫侖力作用符合牛頓第三定律，即q1、q2電荷量不相等時(shí)，相互作用的庫侖力大小相等，因此α>β不是電荷量不相等造成的。根據(jù)受力平衡條件，α>β，則m1x0/2 C． xr，所以彈簧壓縮量小于原來的一半，要比x0小，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 4．（2018-2019湖北省隨州市第二高級(jí)中學(xué)高二9月起點(diǎn)考試） 質(zhì)量均為ｍ、帶電量均為＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等長的絕緣細(xì)線懸在天花板上的同一點(diǎn)，平衡后兩線張角為２θ，如圖所示，若Ａ、Ｂ小球可視為點(diǎn)電荷，則Ａ小球所在處的場強(qiáng)大小等于 （　 ） A． mgsinθ/q B． mgcosθ/q C． mgtgθ/q D． mgctgθ/q 【答案】C 5．（2018廣東深圳市紅嶺中學(xué)高二第二學(xué)段統(tǒng)一考試） 如圖所示用三根長度相同的絕緣細(xì)線將三個(gè)帶電小球連接后懸掛在空中。三個(gè)帶電小球質(zhì)量相等，A球帶負(fù)電，平衡時(shí)三根絕緣細(xì)線都是直的，但拉力都為零.則(　　) A． B球帶負(fù)電荷，C球帶正電荷 B． B球和C球都帶正電荷 C． B球和C球所帶電量不一定相等 D． B球和C球所帶電量一定相等 【答案】BD 【解析】B球受重力及A、C對B球的庫侖力而受于平衡狀態(tài)；則A與C球?qū)球的庫侖力的合力應(yīng)與重力大小相等，方向相反；而庫侖力的方向只能沿兩電荷的連線方向，故可知A對B的庫侖力應(yīng)指向A，C對B的作用力應(yīng)指向B的左側(cè)；因A帶負(fù)電，則可知B、C都應(yīng)帶正電；故A錯(cuò)誤，B正確； 由受力分析圖可知，A對B的庫侖力應(yīng)為C對B庫侖力的2倍，故C帶電量應(yīng)為A帶電量的一半；同理分析C可知，B帶電量也應(yīng)為A帶電量的一半，故B、C帶電量應(yīng)相同；故C錯(cuò)誤，D正確；故選BD。 【點(diǎn)睛】庫侖定律考查一般都是結(jié)合共點(diǎn)力平衡進(jìn)行的，因此解題的關(guān)鍵在于做出受力分析圖，明確庫侖力的方向；則可利用共點(diǎn)力的平衡條件進(jìn)行解答． 6．（2018浙江省金華市十校高一下期末調(diào)研考試） 一個(gè)半徑為的光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個(gè)帶電小球和 (中央有孔,可視為點(diǎn)電荷),當(dāng)它們處于如圖所示位置時(shí),恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)小球與環(huán)中心處于同一水平面, 連線與水平方向夾角為。已知小球?yàn)閹щ娏繛榈呢?fù)電荷,質(zhì)量為,重力加速度為,靜電力常量為,由此可知小球（ ） A．質(zhì)量為 B．帶負(fù)電 C．帶電荷量為 D．對圓環(huán)的彈力大小為 【答案】A 【解析】AB、對B球受力分析可知，A對B應(yīng)該產(chǎn)生吸引力，才可以保證B處于平衡狀態(tài)，所以A帶正電，A對B的庫侖力F= =2mg，根據(jù)幾何關(guān)系知小球A的重力也為2mg，故A對；B錯(cuò)； C、又因?yàn)锳、B間距r=R，由F=可知，A球所帶電荷量的大小為 ， 故C錯(cuò)； D、對A球受力分析可知，A球受到重力、庫侖力、環(huán)對球的支持力作用，由平衡條件可知A球?qū)Νh(huán)的作用力FN=2Fcosθ=2mg，故D錯(cuò)； 7．（2018云南省建水縣高三四校聯(lián)考卷（七）） 如圖所示，空間正四棱錐型的底面邊長和側(cè)棱長均為a，水平底面的四個(gè)頂點(diǎn)處均固定著電量為+q的小球，頂點(diǎn)P處有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，在庫侖力和重力的作用下恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．若將P處小球的電荷量減半，同時(shí)加豎直方向的勻強(qiáng)電場強(qiáng)度E，此時(shí)P處小球仍能保持靜止．重力加速度為g，靜電力常量為k，則所加勻強(qiáng)電場強(qiáng)度大小為（　　） A． B． C． D． 【答案】D 8．（2018浙江省寧波市六校高二下期末聯(lián)考） 如圖所示，絕緣水平地面上固定一個(gè)光滑絕緣斜面，斜面與水平面的夾角θ=30．一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一端固定在斜面頂端，另一端系有一個(gè)帶電小球A，細(xì)線與斜面平行，且小球A正好靜止在斜面中點(diǎn)．在小球A的正下方地面處固定放置一帶電小球B，兩球相距為d．已知兩球的質(zhì)量均為m、電荷量均為+q，靜電力常量為k，重力加速度為g，兩球均可視為點(diǎn)電荷．則下列說法不正確的是（　?。? A． 兩球之間的庫侖力F=k B． 當(dāng)時(shí)，斜面對小球A的支持力為 C． 當(dāng)時(shí)，細(xì)線上拉力為0 D． 將小球B移到斜面底面左端C點(diǎn)，當(dāng)時(shí)，斜面對小球A的支持力為0 【答案】C 【解析】A. 依據(jù)庫侖定律，則兩球之間的庫侖力大小為F= k，故A正確； BC、當(dāng)時(shí),則有k= mg， 對球受力分析，如圖所示： 根據(jù)矢量的合成法則，依據(jù)三角知識(shí)，則斜面對小球A的支持力為N= mg； T= mg，故B正確，C錯(cuò)誤； D. 當(dāng)小球B移到斜面底面左端C點(diǎn)，對球受力分析，如圖所示： 依據(jù)幾何關(guān)系可知，T與F的夾角為120°，當(dāng)時(shí)，即有k=mg，根據(jù)矢量的合成法則，則有電場力沿垂直斜面方向的分力與重力沿垂直斜面方向的分力等值反向，那么斜面對小球A的支持力為N=0，故D正確； 本題選擇錯(cuò)誤的答案，故選：C. 9．（2018百校聯(lián)盟5月高考名師猜題保溫金卷） 如圖所示，在電場強(qiáng)度大小為E0的水平勻強(qiáng)電場中，a、b、和c三個(gè)點(diǎn)電荷分別固定在光滑水平面上的同一直線上，ab之間的距離為L，c在ab的中點(diǎn)上。當(dāng)a、b、和c的電量均為+Q時(shí)，水平面內(nèi)與a、b兩點(diǎn)電荷距離均為L的O點(diǎn)處有一電量為+q的點(diǎn)電荷恰好處于平衡狀態(tài)。如果僅讓點(diǎn)電荷a帶負(fù)電，電量大小不變，其他條件都不變，則O點(diǎn)處電荷的受力變?yōu)? ) A． B． C． D． 【答案】C 10．（2018重慶市綦江區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下高考考前適應(yīng)性考試） 如圖所示，帶電體P、Q可視為點(diǎn)電荷，電荷量相同。傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體放在粗糙水平面上，將質(zhì)量為m的物體P放在粗糙的斜面體上。當(dāng)物體Q放在與P等高（PQ連線水平）且與物體P相距為r的右側(cè)位置時(shí)，P靜止且受斜面體的摩擦力為0，斜面體保持靜止，靜電力常量為k，則下列說法正確的是（ ） A． 斜面體受到地面的摩擦力為0 B． 斜面體對地面的壓力為（M＋m）g C． P對斜面的壓力為0 D． P、Q所帶電荷量為 【答案】B 【解析】以P為研究對象，受到重力mg、斜面體的支持力N和庫侖力F，如圖 【點(diǎn)睛】以P為研究對象，根據(jù)平衡條件求Q對P的庫侖力和斜面對P的支持力，再由庫侖定律求電荷量．以斜面體和P整體為研究對象，由平衡條件求解地面對斜面體的支持力和摩擦力，即可得到斜面體對地面的壓力和摩擦力．