(教用word)第1章 第4节 点电荷的电场 匀强电场 第5节 静电的利用与防护-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第4节　点电荷的电场　匀强电场 第5节　静电的利用与防护 学业要求＋核心素养 1．知道点电荷的电场分布情况，会推导点电荷周围电场强度的计算式并能进行相关计算。(物理观念) 2．会进行电场强度叠加的计算。(科学思维) 3．知道匀强电场的特点。(物理观念) 4．知道静电的利用与防护。(物理观念) 一、点电荷的电场 1．基础梳理 点电荷电场强度公式：E＝k。 2．尝试探究 如图所示，点电荷A的电荷量为＋Q，在距A为r的某点P放一试探电荷＋q。 (1)如何求P点的电场强度的大小和方向？ 提示：根据库仑定律，试探电荷所受的电场力F＝k，依电场强度的定义E＝，则点电荷A在P点的电场强度大小为E＝k；电场强度的方向与正电荷在P点的受力方向相同，故其方向为沿AP的连线背离点电荷A。 (2)若试探电荷的电荷量为－q，P点的电场强度大小和方向又是怎样的？ 提示：若试探电荷的电荷量为－q，P点的电场强度的大小和方向都不变。 (3)问题(1)中，若点电荷A的电荷量为－Q，则P点的电场强度大小和方向又如何呢？ 提示：P点的电场强度大小E＝k，方向沿AP的连线指向点电荷A。 二、场强叠加原理、匀强电场 1．基础梳理 (1)场强叠加原理：如果有多个点电荷同时存在，电场中任一点的电场强度等于这些点电荷各自在该点产生的电场强度的矢量和。 (2)匀强电场：物理学中把电场强度大小和方向都处处相同的电场称为匀强电场。 2．尝试探究 如图所示，Q和Q′均为正点电荷，且 Q＝Q′。 (1)两点电荷Q、Q′在P处产生的场强分别为多大？沿什么方向？ 提示：Q在P处产生的强场大小为，方向沿Q、P的连线水平向右；Q′在P处产生的场强大小为，方向沿Q′、P的连线竖直向上。 (2)根据场强叠加原理，正点电荷Q和Q′在P处产生的合场强为多大？沿什么方向？ 提示：电场强度是矢量，满足平行四边形定则。合场强大小为，方向斜向右上方，与水平方向夹角为45°。 三、静电的利用与防护 1．基础梳理 (1)静电的利用：静电除尘、静电喷雾、激光打印、空气净化器、静电处理种子、静电处理水等。 (2)防止静电危害的方法之一：尽快把静电导入地下。 2．尝试探究 小明在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标。 (1)制作这些图标的目的是什么？ 提示：用塑料梳子梳头发时会产生静电，化纤手套与接触物容易摩擦起电，穿衣、脱衣也会产生静电，这些行为均有可能引起油料燃烧的危险，这些图标都是为了减少静电的产生，属于静电的防护。 (2)防范静电的原则和方法是什么？ 提示：防范静电的基本原则：控制静电的产生，把产生的静电尽快地导走、中和，防止静电荷的积累。避免电荷积累的常用方法：用导线接地、增加湿度，对非导电材料进行抗静电处理。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)根据E＝k知，点电荷的电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r成反比。 (×) 提示：根据E＝k，点电荷的电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r2成反比。 (2)由E＝可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度无穷大。 (×) 提示：E＝适用于点电荷的电场，在离点电荷很近，当r接近于零时，电荷不能再当成点电荷处理，表达式不再成立。 (3)电场的叠加就是各点电荷电场强度代数求和。 (×) 提示：电场是矢量，电场叠加时各点电荷电场强度进行求和需遵循平行四边形定则。 2．对于由点电荷Q产生的电场，下列说法正确的是(　　) A．电场强度的定义式仍成立，即E＝，式中的Q就是产生电场的点电荷 B．在真空中电场强度的表达式为E＝，式中的Q就是产生电场的点电荷 C．在真空中E＝，式中的Q是试探电荷 D．以上说法都不对 B　E＝是电场强度的定义式，适用于任何电场，式中q为试探电荷而非场源电荷，故选项A错；而E＝k为点电荷Q产生电场强度的决定式，式中Q为场源电荷，故选项B对，选项C错误。 3．下列现象中利用了静电的是(　　) A．常用的复印机复印文稿等 B．常用的家用照相机成像在底片上 C．针式打印机打印文字图像 D．数码照相机照相 A　复印机利用了电场力控制点电荷的运动，属于静电的应用，选项A正确；照相机成像是利用光的原理工作的，针式打印机打印文字和图像是利用振针和墨带打印的，数码照相机照相是将光信号转换为数字信号，故选项B、C、D错误。 4．真空中，A、B两点与点电荷Q的距离分别为r和3r，则A、B两点的电场强度大小之比为(　　) A．3∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．1∶9 C　点电荷的电场强度E＝，所以＝＝，故选项C正确。 5．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的电场强度EB＝48 N/C，则(　　) A．EC＝24 N/C B．EC＝12 N/C C．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷 D．把q＝10