电场的力学性质（原卷版）-2026年高考物理热点知识与题型归纳

专题15电场的力学性质

题型一库仑定律的理解和应用.........................................................1

题型二库仑力作用下的平衡问题.......................................................2

题型三库仑力下的变速问题...........................................................5

题型四电场强度的理解和计算.........................................................7

类型1点电荷电场强度的叠加.....................................................8

类型2非点电荷电场强度的叠加和计算............................................11

题型一库仑定律的理解和应用

①F=A^，/指两点电荷间的距离。对可视为点电荷的两个均匀带电球，「为两球心间距。

②当两个电荷间的距离-0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。

I.（2025・河北・高考真题）如图，真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等

量同种电荷，电荷量为⑺两者间距远大于小球直径，两者之间的静电力大小为F。用一个电

荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触，再跟B接触，移走C后，A和B之间的静电力大

小仍为F,则Q：q的绝对值可能是（）

A.1B.2C.3D.5

2.（2025•山西•模拟预测）两个点电荷的质量分别为如、加2,带异种电荷，电荷量分别为切、

夕2,相距为d,仅在相互之间库仑力作用下各自绕它们连线上的某一定点，在同一水平面内做

周期相同的匀速圆周运动，它们的总动能为（）

A叫kqgBMqg

m2d'2mxd

Qkqiq?Dkqg

•2d*d

3.（2025・湖南郴州•模拟预测）两个分别带有电荷量+Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电

荷）固定在间距为，•的两处，它们之间库仑力的大小为人现将两球接触后再放回原处，则两

球间库仑力的大小变为（）

A.-FB.-FC.FD.-F

433

4.（2025•河北秦皇岛•二模）真空中有两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（均可看作

点电荷）相距为「，带电量绝对值均为0,它们之间静电力的大小为凡现用一个不带电的同

样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C,再将A、B间距离减小为原来的;

4

倍，则A、B间的静电力大小为（）

A.-FB.-FC.2FD.4F

42

5.（2025・山西吕梁•一模）十七、十八世纪相继发现的两大物理规律：万有引力定律和库仑定

律，两个定律均表达简洁内容深邃，以惊人相似的表述形式呈现。天文学家发现银河系中普遍

存在着双星系统，于是猜想在电荷之间可能存在着类双星系统。已知两个正负电荷在库仑力作

用下，围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为7,两电荷之间的距离为

L，质量分别为血1和血2,求这个类双星系统两个正负电荷的电量乘积。（设静电力常量为A，

忽略电荷间的万有引力）

题型二库仑力作用下的平衡问题

库仑力作用下平衡问题的分析方法与纯力学平衡问题的分析方法是相同的，只是在原来受力的基础

上多了静电力。具体步骤如下：

可以根据问题需要，选择“整体法”或

确定研究对象;二“隔离法”

1受3分析”多了静电力（A警或

［列列衡方程L下合=。或£=。、尸,=。

6.（2025•江苏苏州•模拟预测）让两个完全相同的金属球各自带电后，用两相同绝缘绳悬挂于。

点，两球静止时状态如医所示，下列说法正确的是（）

A.两球带异种电荷

B.两球所带电荷量一定相同

C.若绝缘绳缩短相同长度，两绳夹角增大

D.若两球相碰后分开，再次静止时夹角减小

7.（2025.四川凉山•三模）如图所示，光滑轻环。用轻绳悬挂在天花板的。］点，一根不可伸长的

绝缘轻绳穿过轻环0,两瑞连接质量分别为mI、m2的A、B两个带电小球，小球可视为质点，

当两球静止时过。点的竖直线与48的连线交于C点。A、B两点到C点距离分别为以。、到

。点绳长分别为殳公LOB。则以下说法正确的是（）

A.乙40C大于乙8。。B如=吗

LCBm2

L

COA_^2D.如果漏电A、B两个带电小球的距离可能不变

LOB

8.（2025•福建龙岩•二模）如图所示，水平天花板下方固定一光滑定滑轮O,在定滑轮正下方C

处固定一带正电的点电荷。不带电的A球与带正电的B球用绝缘轻绳跨过O连接，A、B均

视为质点，初始系统静止且。8V0C。若B的电荷量缓慢减少，在B到达。正下方前，则

()

A

p(Q

B/\C

A.P、Q的质量之比是4:3

B.P、Q带异种电荷，且Q的电荷量大于P的电荷量

C.水平面对斜面体的支持力等于（M+Tn1+9

D.若改变P、Q质量和电荷量使得P沿静止斜面加速上滑而Q加速下滑（斜面体保持静止），

则在P、Q运动过程中斜面受到的静摩擦力水平向右

题型三库仑力下的变速问题

当点电荷受到的合力不为零时，应用牛顿第二定律进行运动分析和计算。

11.（2025•河北•模拟预测）如图所示，一带电量为+Q的均匀带电圆筒竖直放置，以圆筒中心为坐

标原点。在竖直方向上建立x轴，以竖直向上为正方向。从x轴上某高度由静止释放一带电荷

量大小为夕的小球，小球向下运动，当它经过位置时它的速度为％,加速度为0。已知重

力加速度为g，静电力常量为匕不考虑小球所带电荷对带电圆筒上电荷分布的影响。下列说

法中正确的是（）

A.小球可能带负电

B.小球的质量加=岁

h2g

C.小球经过O点时的加速度大于身

D.小球经过x=-h处时的速度为，诏+4g/i

12.（2025・广东揭阳•模拟预测）如图所示，静置于光滑水平面上两带电物体A、B质量为TH和

2m,相距为d。水平恒力F作用在A上，同时释放A、B,A、B会一起相对静止的向右运动。

当恒力F大小不变，仅方向改变作用在B上，改变A、B的间距，也可使A、B一起相对静止的

向左运动。则下列说法正确的是（）

A.两物体一定带异种电荷

B.尸作用在A上时，A、B间的库仑力大小为

•5

C.F作用在B上时，A、B间的库仑力大小为:F

D.尸作用在B上时，A、B间的距离为加d

13.（2025•河北沧州•一模）如图所示，将质量均为m,带电荷量分别为QA、拆、Qc的三个带电小

球A、B、C放置在光滑水平面上，所构成的三角形边长分别为。、。、Co初态由静止释放后，

在库仑力的作用下，之后的运动过程中三个小球所构成的三角形各边一直保持与初态平行，小

球半径较小，小球之间库仑力始终遵守库仑定律。下列说法正确的有（）

A。--

\；QB

\/

'、/

b\/

\/

\/口

\/

\/

O

C

A.当三角形面积变为初态的9倍时，A球的加速度变为初态的:

B.三个小球的加速度矢量和一直为零

33

C.三个小球的电荷量与三角形边长的关系应符合9A加=qnb=qcc

D.三个小球的电荷量与三角形边长的关系应符合当=翳=当

a2bzc2

14.（2025•山东枣庄•二模）如图所示，带电小球A、B、C位于光滑绝缘水平面内的一直线上，质

量均为〃?，A、C的电荷量均为q,与B的距离均为r。当B球带电量为。时，三小球均能处

于静止状态;当B球电量变为Q，（电性不变）,A、C球能够以相同的角速度3白后a为

静电力常量）绕B球做半径为,•的匀速圆周运动，则Q:Q'等于（)

A.1:1B.1:4C.1:5D.1:6

15.（19-20高三下•浙江•阶段练习）如图所示，〃、仄c、d四个质量均为〃?的带电小球恰好构成

“三星拱月”之形，其中小c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕

。点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于。点正上方

处，且在外力尸作用下恰处于静止状态。己知〃、氏。三小球的电荷量均为％d球的电荷量

为-6q,h=\/2R,重力加速度为g,静电力常量为七则（）

Qd

B.小球人的隹速度为3

C.小球c的向心加速度大小为驾D.外力尸竖直向上，大小为亚警

smKK

题型四电场强度的理解和计算

I.场强公式的比较

适用于任何电场

E=

外与检验电荷是否存在无关

「朗适用F点电荷产生的电场

三个公式＜E为场源电荷的电荷量

（适用于公画电场

E/U为两点间的电势差，d为沿电场方向两

［点间的距离

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.

⑵运算法则：平行四边形定则.

3.电场强度叠加遵循的规律（如图所示）

遵循的法则：电场强度是矢

量，叠加时遵循平行四边形

定则。

+Qi-Q>

①等效法

在保证效果相同的前提卜，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。

M

②对称法

利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题简化。

例如：如图所示，均匀带电的;球壳在。点产生的电场，等效为弧8C产生的电场，弧BC产生的电

场强度方向，又等效为弧的中点M在。点产生的电场强度方向。

R

③填补法

将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板，将半球面补全为球面，从而化难为易、事半

功倍。

④微元法

将带电体分成许多电荷单元，每个电荷单元看成点电荷，先根据库仑定律求出某个电荷单元产生的

电场强度（一般为通式），再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度。

类型1点电荷电场强度的叠加

16.（2025・湖南长沙•三模）已知均匀带电薄壳外部空间电场与其上电荷全部集中在球心时产牛•的

电场一样，内部空间的电场处处为0。如图所示为一带电量为+Q,半径为R的均匀带电球壳,

以球心为坐标原点，建立必轴，其中A点为壳内一点，4点坐标为2R,静电力常量为匕下

列说法正确的是（）

A.将+4的试探电荷由壳内A点移到。点，试探电荷的电势能不变

B.在圆心。处放一个电量为-2。的点电荷，球壳外表面带电量仍为+Q

C.在+R处取走极小的一块面积AS,。点场强大小为后=第

D.在圆心0正上方处取走极小一块面积AS,8点场强大小为七=短

17.（2025•江西南昌•模拟预测）如图所示，两个可看作点电荷的带电绝缘小球紧靠着塑料圆盘，

小球A固定不动（图中未画出）。小球B绕圆盘边缘在平面内从於0沿逆时针缓慢移动，测量

圆盘中心。处的电场强度，获得沿x力向的电场强度反随。变化的图像如图乙和沿y力向的

电场强度耳随，变化的图像如图丙）。下列说法正确的是（）

A.小球A、B所带电荷量之比为1：1

B.小球A、B所带电荷量之比为1：2

C.小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度先增大后减小

D.小球B绕圆盘旋转一局过程中，盘中心O处的电场强度先减小后增大

18.（2025・安徽池州•二模）正三角形力BC的三个顶点分别固定三个点电荷，其电荷量分别为:

+q、+q、-q,该三角形中心。点处的场强大小为E,现仅把C点电荷量-q更换为-2q,则中

心。点处的场强大小为（）

A.E

B.1.5E

C.2E

D.2.5F

19.（2025・河北廊坊•一模）在正方体力BCD-的每条棱的中点处均放置一个点电荷。棱

4T中点处点电荷的电荷量为-q,其余位置处点电荷的电荷量均为2q,此时正方体中心。点处

场强为从下列说法正确的是（）

A.若将44中点处电荷拿走，。点处电场强度大小为

B.若将8C中点处电荷拿走，。点处电场强度大小为半E

C.若将CD中点处电荷所带电荷量变为q，则。点处电场强度大小为

D.若将CC'中点处电荷所带电荷量变为q,则。点处电场强度为0

20.（24-25高三上•安徽•阶段练习）如图所示，真空中有一等边三角形ABC,A、B两点分别固定

了电荷量为Q的正点电荷，C点固定了电荷量为Q的负点电荷。已知AB边中点处的电场强度

大小为E,下列说法正确的是（）

A.AC边中点处的电场强度大小为6E

B.AC边中点处的电场强度大小为7E

C.三角形A8C内切圆圆心处的电场强度大小为

D.三角形ABC内切圆圆心处的电场强度大小为

类型2非点电荷电场强度的叠加和计算

21.（2025・全国•模拟预测）磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，细胞膜上的离子泵可以输运

阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围

的电场为匀强电场，静电力常量为匕介质的相时介电常数为J，细胞膜的面积S»d2；磷脂

双分子层可视为两片平行的带电薄板，板间充满介电常数为0的介质。初始时，两板不带电，

间距为（现通过离子泵使两板分别带上电荷+Q和-Q,两板间产生静电吸引力，导致间距变

化，已知单层无限大带电板的电场强度大小为£=华.关于两板间的电场强度大小夕，下列

£r5

说法正确的是（）

A.当系统处于平衡状态时，E，二7

B.当系统处于非平衡状态时，9=蜉

C.当系统处于平衡状态时，。=当

D.当系统处于非平衡状态时，所=当

£rS

22.（2025・河南•三模）如图所示，空间坐标系。盯z中，a、b、c、d、〃点的坐标分别为，

（L,0,0）、（2L,0,0）、（0,。0）、（0,200）、（0,0,L）。a、b、c、d处分别固定电荷量为+q、-2q