(讲义)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】2023-2024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 学习任务 1．知道点电荷电场强度公式及匀强电场的特点，了解静电的利用与防护，能解释相关的自然现象。 2．会推导点电荷场强的计算式并能进行相关的计算；知道场强叠加原理，会应用该原理进行简单的计算，进一步巩固矢量的合成法则。 3．通过密立根油滴实验，会探究相关的静电问题；通过静电现象的利用和防护，增强安全利用静电的意识。 4．在实验中既能坚持自己的观点，又能纠正错误，能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点，有进行科学普及的兴趣和责任感。 知识点一　点电荷的电场　匀强电场 1．点电荷的电场 (1)电场强度：E＝k。其中k为静电力常量，Q为场源电荷(点电荷)，r为该点到场源电荷的距离。 (2)方向：若Q为正电荷，场强方向沿r向外；若Q为负电荷，场强方向沿r向内。 2．场强的叠加：如果有多个点电荷同时存在，电场中任意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。 3．匀强电场：电场中各点的电场强度大小和方向都处处相同的电场。 　点电荷的电场强度由场源电荷和位置决定，与试探电荷无关。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电场中某点的电场强度与正电荷受力方向相同，当该点放置负电荷时，场强反向。 (×) (2)根据E＝k，点电荷的电场强度与场源电荷Q成正比，与距离r的平方成反比。 (√) (3)匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向不一定相同。 (×) 知识点二　静电的利用与防护 1．静电的利用 (1)原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运动或分布。 (2)应用：静电应用有静电除尘、静电喷雾、激光打印等。 2．静电的防护 (1)防护方法：尽快把静电导走，如印刷车间内保持适当的湿度，传送带上镀银，油罐车车尾有导电拖地带等。 (2)尖端放电：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 　静电利用的原理：带电粒子在静电力作用下聚集到相应带电极板，从而达到除尘、喷涂、复印等目的。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)我们经常看到油罐车车尾有一根导电拖地带，其作用是将油罐车上的静电尽快导走。 (√) (2)静电平衡时，导体内的自由电子不再定向移动。 (√) 3．填空 一金属球，原来不带电，如图所示，沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，a、b、c为该直径上从左向右排列的三点，设静电平衡时，金属球上感应电荷产生的电场在这三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，则三点电场强度的大小顺序为Ec＞Eb＞Ea。 如图所示在A、B两点分别放上等量的正点电荷，试求O的电场强度。 提示：分别求出A处的Q在O点产生的场强和B处的Q在O处产生的场强，再矢量合成即可。 考点1　公式E＝与E＝的比较 公式 E＝ E＝ 本质区别 定义式 决定式 意义及用途 给出了一种量度电场强弱的方法 指明了点电荷场强大小的决定因素 适用范围 一切电场 真空中点电荷的电场 Q或q的意义 q表示放入电场的试探(或检验)电荷的电荷量 Q表示产生电场的点电荷的电荷量 关系理解 E用F与q的比值来表示，但E的大小与F、q的大小无关 E不仅能用Q、r来表示，且E∝Q，E∝ 【典例1】　下列关于电场强度的说法正确的是(　　) A．公式E＝只适用于真空中点电荷产生的电场 B．由公式E＝可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C．在公式F＝k中，k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小 D．由公式E＝k可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E趋于无穷大 思路点拨：(1)E＝适用于任何电场，E＝只适用于真空中点电荷的电场。 (2)r→0时，F＝不适用，E＝同样不适用。 C　[电场强度的定义式E＝适用于任何电场，故A错误；电场中某点的电场强度由电场本身决定，而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的电场力无关，试探电荷所受电场力与其所带电荷量的比值仅反映该点场强的大小，不能决定场强的大小，故B错误；根据库仑定律公式F＝k，Q表示场源电荷，则q为试探电荷，故将Q2看作场源电荷时，E＝k表示点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小，反之亦然，故C正确；公式E＝是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当r→0时，所谓“点电荷”已不存在，该公式已不再适用，故D错误。] 对E＝和E＝的两点说明 (1)公式E＝中的q是试探电荷的电荷量，所以E＝不是场强的决定式。 (2)公式E＝k中的Q是场源电荷的电荷量，所以E＝k仅适用于点电荷的电场场强求解，是点电荷场强的决定式。 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．E＝也适