第10章 静电场中的能量-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 构·网络体系 知识点一 电场力做功尧电势能尧电势差尧电势 1. 电势能 电荷在电场中具有的势能袁数值上等于将 电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的 功遥 电势能具有相对性遥 2. 静电力做功 渊1冤特点院静电力做功与实际路径无关袁只 与初末位置有关遥 渊2冤计算方法 淤W =qEd袁只适用于匀强电场袁其中 d 为 沿电场方向的距离曰 于W AB=qUAB袁适用于任何电场遥 3. 静电力做功与电势能变化的关系 用 W AB表示电荷由 A 点运动到 B 点静电 力所做的功袁EpA 和 EpB分别表示电荷在 A 点 和B点的电势能袁它们之间的关系为 W AB=EpA- EpB=-驻Ep遥 当 W AB为正值时袁静电力做正功袁电 势能减少曰当 W AB为负值时袁静电力做负功袁电 势能增加遥 4. 电势 渊1冤电荷在电场中某一点的电势能与它的 电荷量的比值袁即 渍= Epq 遥 学·知识清单 电势 电势差 电势能 电场力做功 静 电 场 中 的 能 量 电场能的性质 类平抛运动 变速直线运动 带电粒子在电场中的运动 放电 充电 电容器尧电容 电容器的充放电 平行板电容器的电容 定义式 意义 电容 揖课程要求铱 殷知道电场中的电荷具有电势能遥 殷了解电容器的电容遥 殷知道电荷在电场中的运动形式遥 揖学业要求铱 殷了解电场力做功和电势能变化之间的关系遥 殷知道电势和电势差的含义遥 殷知道电容器的电容袁了解电容充放电现象袁能举例说明生活中 电容器的应用遥 殷会简单分析带电粒子在匀强电场中的受力情况和运动情况遥 课 程 标 准 考点 真题归类 2022.1袁14袁3分 2022.1袁15袁3分 2023.1袁11袁3分 2023.1袁15袁3分 2023.1袁17袁3分 2023.1袁21袁8分 电势能和电势 电势差 电势差与电场 强度的关系 电容器的电容 带电粒子在电 场中的运动 44 渊2冤电势高低判断院沿着电场线方向电势 逐渐降低遥 渊3冤电势是标量袁其大小有正负之分袁正 渊负冤值表示该点电势比电势零点高渊低冤遥 渊4冤电势具有相对性袁同一点的电势因电 势零点的选取不同而不同遥 5. 电势差 渊1冤电场中两点间电势的差值叫作电势 差袁也叫电压遥 渊2冤计算公式院UAB= W ABq =渍A-渍B遥 渊3冤电势差与零电势的选择无关遥 对点典例 某一区域的电场线分布如图 所示袁A尧B尧C是电场中的三个点袁则 渊 冤 A援 C点的电场强度最大 B援 A 点电势比 B点电势高 C援 负电荷在 A 点由静止释放后沿电场线 运动 D援 负电荷从 B点移到 C点过程中克服电 场力做功 对点训练 渊多选冤图中虚线为一组间距 相等的同心圆袁圆心处固定一带正电的点电 荷遥 一带电粒子以一定初速度射入电场袁实线 为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹袁a尧b尧c 三点是实线与虚线的交点遥 则该粒子 渊 冤 A. 带负电 B. 在 c 点受力最大 C. 在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能 D. 由 a点到 b 点的动能变化大于由 b 点 到 c 点的动能变化 知识点二 电容器尧电容 渊1冤电容器院任何两个彼此绝缘又相距很 近的导体袁都可以看作一个电容器袁电容器是 储存电荷和电场能的装置遥 渊2冤单位院法拉渊F冤袁1 F=106 滋F=1012 pF遥 渊3冤电容 C 反映了电容器本身的特征袁与 带电荷量 Q尧两极板间的电压 U无关遥 对点典例 小明同学在 野观察电容器的 充尧放电现象冶实验中给一个固定电容器充电遥 下列描述电容器电荷量 Q尧电压 U尧电容 C 之 间关系的图像中袁正确的是 渊 冤 对点训练 图甲为观察电容器放电的电 路遥 先将开关 S拨到 1端袁再拨到 2端后得到 了如图乙所示的电流随时间变化的曲线遥 下列 说法正确的是 渊 冤 A. 开关拨到 1 端后袁电容器的上极板带 负电 B. 开关拨到 1端后袁电源对电容器的充电 电流恒定 + cba 哉O 悦 O A DC B 哉O 匝 悦 匝 O 匝 悦 图甲 EC S 12b R a 电流 传感器 图乙 tO I 第十章 静电场中的能量 C B A 45 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 C. 开关拨到 2端后袁有电流从 b 到 a流过 电阻 R D. 开关拨到 2端后袁电容器的放电电流随 时间均匀减小 知识点三 带电粒子在电场中的运动 渊1冤带电粒子沿着与电场线平行的方向进 入电场袁若受到的静电力方向与运动方向一 致袁粒子做加速直线运动遥 渊2冤带电粒子以初速度 v0垂直于电场方向 飞入匀强电场时袁受到与初速度方向垂直的静 电力作用袁做加速度恒定的匀变速曲线运动 渊类平抛运动冤袁速度方向发生偏转遥 对点典例 咱2023窑1浙江学考暂图甲是示 波管的原理图袁图乙是电子在偏转电极 Y Y 忆间 运动的示意图袁电子以 v0的速度沿两极板 YY 忆 的中心线进入袁并射到荧光屏遥图乙中极板 YY 忆 的长度为 l袁间距为 d袁板间电压为 U遥已知电子 电荷量为 e袁质量为 m袁则电子在偏转电极 YY 忆 间运动的 渊 冤 A援 加速度 a= 2eUmd B援 加速度 a= eU2md C援 偏移距离 y= eUl2mdv02 D援 偏移距离 y= eUl22mdv02 对点训练 如图所示袁a尧b 两个带正电的 粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同 一点进入平行板间的匀强电场袁a粒子打在 B 板的 a忆点袁b 粒子打在 B板的 b忆点袁 若不计重 力袁则 渊 冤 A. a的电荷量一定大于 b 的电荷量 B. b 的质量一定大于 a的质量 C. a的比荷一定大于 b 的比荷 D. b 的比荷一定大于 a的比荷 - + b忆a忆B a b A 荧光屏偏转电极+- 电子枪 X忆 X Y 忆 Y 图甲 图乙 Y 忆 y Y l d 46 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 h1=1.2 m袁若滑块恰好停在 L袁A 到 L 由动能定理有 mgh2-mgR- 2滋mgcos 兹窑 Rtan 兹 =0袁解得 h2=3 m袁A 到 J由动能定理有 mgh- 滋mgcos兹窑 Rtan 兹 = 12 mvJ2袁又 FJ-mg= mvJ 2 R 袁则 FJ=2h-1渊1.2 m臆h臆 3 m冤遥 揖对点训练铱 D揖解析铱滑翔的过程中除重力做功外袁还有 空气阻力做功袁机械能不守恒袁A错误曰重力势能的减小量等于 重力做的功袁B错误曰重力势能的减小量等于动能的增加量和 克服阻力所做的功袁C错误遥 知识点二 势能 揖对点典例铱 B揖解析铱课桌的高度约为 0.8 m袁课本质量约 为 0.5 kg袁则有 驻Ep=-W G=-渊-mgh冤=4 J遥 揖对点训练铱 C揖解析铱儿童下滑过程中做匀加速直线运 动袁即加速度 a不变袁则 v=at袁故 v 与 t成正比袁B错误曰设滑梯 与水平面倾斜角为 兹袁根据牛顿第二定律可知儿童所受合力为 F 合=mgsin 兹-滋mgcos 兹=ma袁则 a=gsin 兹-滋gcos 兹袁加速度不变则 动摩擦因数 滋不变袁A错误曰 设初始重力势能为 Ep0袁 则 mgh= mgx窑sin 兹=mgsin 兹窑12 at2=Ep0-Ep袁整理得 Ep=Ep0-mgsin 兹窑12 at2袁 C正确曰设初始机械能为 E0袁除重力和系统内弹力以外的其他 力做功机械能改变袁即-滋mgxcos 兹=-滋mgcos 兹窑12 at2=E-E0袁整 理得E=E0-滋mgcos 兹窑12 at2袁 可知 E-t图像应该是向下开口的抛 物线袁D错误遥 知识点三 机械能尧机械能守恒定律 揖对点典例铱 B揖解析铱由足球的运动轨迹可知袁足球在空 中运动时一定受到空气阻力作用袁则从 1到 2 重力势能增加 mgh袁动能减少量大于 mgh袁A错误袁B正确曰从 2到 3由于空气 阻力作用袁则机械能减少袁重力势能减少 mgh袁则动能增加量小 于 mgh袁C尧D错误遥 揖对点训练铱 D揖解析铱做引体向上的同学在上升过程中先 向上加速后向上减速曰下降过程中先向下加速后向下减速遥 故 上升过程中先超重后失重袁下降过程中先失重后超重遥 上升过 程中支持力先大于重力袁后小于重力袁下降过程中支持力先小 于重力袁后大于重力袁A尧B尧C错误曰上升和下降过程中内力做 功袁机械能不守恒袁D正确遥 第九章 静电场及其应用 揖学窑知识清单铱 知识点一 电荷及电荷守恒定律 揖对点典例铱 B揖解析铱物体带电有可能是物体具有多余的 电子袁此时物体带负电袁也有可能是物体失去电子袁此时物体带 正电袁A错误曰物体所带电荷量是元电荷的整数倍袁因此袁物体 所带电荷量是分立的尧不连续的袁C错误曰电中和是指等量异种 电荷由于电性相反尧电量相等袁其整体呈现电中性的现象袁而电 荷没有消失袁D错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱蜜蜂吸引带正电的花粉袁蜜蜂带负 电袁与蜜蜂摩擦的空气带正电袁B正确遥 知识点二 电荷间相互作用及库仑定律 揖对点典例铱 C揖解析铱F=k 4Q窑6Qr2 = 24kQ 2 r2 袁若距离变为 2r袁则相互作用力大小为 F忆=k窑4Q窑6Q渊2r冤2 = F4 遥 揖对点训练铱 C揖解析铱由图可知袁小球 N与 M相互排斥袁 可知小球 N带正电袁以小球为对象袁根据受力平衡可得 tan 兹= F mg 袁又 F=k Qqr2 袁由于带电小球 N悬挂在 P1点时袁离 M距离 小袁受到的库仑力大袁则丝线与竖直方向的夹角大袁故有 兹1跃兹2袁 C正确遥 知识点三 电场尧电场强度 揖对点典例铱 kQ 2 r2 kQ4r2 水平向右 正揖解析铱库仑 力大小 F=k Q 2 r2 袁A 处点电荷在 C 点产生的电场强度为 E= k Q渊2r冤2 袁根据点电荷周围的电场分布及电场的叠加原理可知袁 C点的合场强方向为水平向右袁要使 C点场强为零袁D点只能 放正点电荷遥 揖对点训练铱 B揖解析铱电场中某点的电场强度的大小取决 于电场本身的性质袁与是否放入试探电荷尧试探电荷的电荷量 q 无关曰E= Fq 是电场强度的定义式袁 Fq 的比值越大袁E越大遥 知识点四 电场线 揖对点典例铱 C揖解析铱由电场线和等势面的图线可知 A 点与 C点在一个等势面上袁 沿电场线的方向电势逐渐降低袁即 C点电势高于 B点的电势袁所以 A 点的电势高于 B点的电势袁 所以 UCB跃0袁即 UAB跃0袁由 W AB=qUAB可知袁电场力做正功袁所以正 电荷在 A 点移至 B点袁电势能减小袁C正确袁A错误曰因为电场 强度是矢量袁C点与 D点方向不同袁 所以电场强度不同袁B 错 误曰C尧D在同一等势面上袁所以负电荷从 C点移至 D点袁电势 能不变袁D错误遥 揖对点训练铱 A揖解析铱O点处电场线最密袁场强最大遥 知识点五 静电现象 揖对点典例铱 D揖解析铱静电除尘装置两极板间存在非匀强 电场袁A错误曰验电器能检测物体是否带电袁不能直接检测出带 电物体的电性袁B错误曰话筒线使用金属网状编织层包裹着导 线是为了屏蔽外部干扰袁实现高保真信号传输袁C错误遥 揖对点训练铱 B揖解析铱C对外界电场有静电屏蔽作用袁使 处于 C内部的 A 不受外界电场影响袁 所以 A 的位置不变曰但 A 在 C的外表面感应出正电荷袁所以 B将向右偏遥 第十章 静电场中的能量 揖学窑知识清单铱 知识点一 电场力做功尧电势能尧电势差尧电势 揖对点典例铱 D揖解析铱电场线越密处场强越大袁因此 B点 86 课堂精讲参考答案与解析 电场强度最大袁A错误曰沿电场线方向电势降低袁A 点电势比 B 点电势低袁B错误曰负电荷在 A 点由静止释放后将离开电场线袁 C错误曰从 B点到 C点电势降低袁由于是负电荷袁电势能增加袁 克服电场力做功袁D正确遥 揖对点训练铱 CD揖解析铱由运动轨迹可以看出两者相互排 斥袁故该粒子带正电袁A错误曰根据库仑定律 F越k q1q2r2 可知袁a尧 b尧c 三点中袁在 a点时受力最大袁B错误曰带电粒子从 b 点到 c 点的过程中袁电场力做正功袁电势能减小袁C 正确曰由于虚线为 等间距的同心圆袁故 Uab>Ubc袁所以 W ab>W bc袁根据动能定理袁带 电粒子由 a点到 b 点的动能变化大于由 b 点到 c 点的动能变 化袁D正确遥 知识点二 电容器尧电容 揖对点典例铱 A揖解析铱C= QU 袁固定电容器的电容 C 是确 定的袁与电荷量 Q和电压 U无关袁电荷量 Q与电压 U成正比袁 A正确遥 揖对点训练铱 C揖解析铱开关拨到 1端后袁电容器上极板与 电源正极相连袁则上极板带正电袁A 错误曰电源对电容器的充 电过程与电容器的放电过程互为逆过程袁图乙看出放电电流并 不恒定袁则充电电流也不恒定袁B 错误曰由图乙看出放电电流 减小得越来越慢袁并不是均匀减小袁D错误遥 知识点三 带电粒子在电场中的运动 揖对点典例铱 D揖解析铱电子在偏转电极 YY 忆间运动的加 速度 a= Fm = eUmd 袁A尧B错误曰电子在偏转电极 YY 忆间有 l=v0t袁y= 12 at2袁联立解得 y= el 2U2mdv02 袁C错误袁D正确遥 揖对点训练铱 C揖解析铱粒子在电场中做类平抛运动袁有 h= 12 窑qEm 窑 x v0蓸 蔀 2袁得 x=v0 2mhqE姨 袁由 v0 2mahEqa姨 <v0 2mbhEqb姨 袁得 qa ma > qbmb 遥 第十一章 电路及其应用 揖学窑知识清单铱 知识点一 电流 揖对点典例铱 C揖解析铱根据电流定义式得 I越 qt 越 n1e垣n2e1 越 n1e垣n2e遥 揖对点训练铱 C揖解析铱I= 4 000 mA窑h17 h 抑235 mA遥 知识点二 导体的电阻 揖对点典例铱 A揖解析铱由电阻的决定式可知袁RA=籽 cab 袁RB= 籽 bac 袁RC=籽 abc 袁RD=籽 abc 袁因为 a跃b跃c袁故最小的电阻为 籽 cab 遥 揖对点训练铱 B揖解析铱A为法拉第线圈袁正向与反向电阻 相同袁B为二极管袁有单向导电性袁C为定值电阻袁正向与反向 电阻相等袁D 为电容器袁只有电容器的充放电效应袁通电后电 流由大变小袁最后为零袁反向充电也一样遥 由 I-U图可知袁加正 向电压时电流较大袁而加反向电压时电流很小袁故说明该元件 具有单向导电性袁应为二极管遥 知识点三 串联和并联电路 揖对点典例铱 D揖解析铱若两开关都闭合袁则电阻 R1和 R2 并联袁再和 R 串联袁则 R 并= R1R2R1+R2 =2 k赘袁UBB忆= R 并 R 并+R UAA忆=6 V袁 C正确曰若 S1闭合 S2断开袁则 R1和 R 串联袁则 UBB忆= R1R1+R UAA忆= 12 V袁A正确曰若 S2闭合 S1断开袁则 R2和 R串联袁则 UBB忆= R2R2+R 窑 UAA忆=8 V袁B正确曰若两开关都断开袁则 UBB忆=UAA忆=24 V袁D错误遥 揖对点训练铱 C揖解析铱需要串联一个分压电阻袁串联电阻 阻值为 R0= U-UgUg R =18 000 赘遥 第十二章 电能 能量守恒定律 揖学窑知识清单铱 知识点一 电路中的能量转化 揖对点典例铱 C揖解析铱增大光敏电阻 R 的光照强度袁光敏 电阻阻值减小袁则总电阻减小袁干路电流增大袁内电压和 L2分 得电压增大袁L1电压减小袁 故 L1灯变暗袁L2灯变亮袁A尧B错误曰 路端电压 U=耘-U 内袁电源的效率 浊= UIEI = UE 袁内电压变大袁可知 电源的效率一定减小袁C正确曰灯泡尧光敏电阻的阻值未知袁无法 判断电源输出功率的变化袁D错误遥 揖对点训练铱 C揖解析铱每天太阳能电池板吸收的太阳能为 W 总=0.3伊4伊106伊6 J=7.2伊106 J袁每天红绿灯工作消耗的电能为 W=Pt=1.152伊106 J袁浊= WW 总 伊100%=16%遥 知识点二 闭合电路的欧姆定律 揖对点典例铱 A揖解析铱电池的电动势为 22.0 V曰根据闭合 电路欧姆定律有 E= UR窑r+U袁代入数据解得 r抑3.7 赘遥 揖对点训练铱 B揖解析铱组成闭合回路后袁由于电源内阻要分 压袁小灯泡分配电压达不到路端电压 6 V袁亮度比正常发光暗遥 知识点三 能源与可持续发展 揖对点典例铱 BC揖解析铱在能源的利用过程中袁能量在数 量上不会减少袁能量守恒定律依然成立袁A错误曰自然界中发生 的能量转化在自发情况下都是不可逆的袁但在其他外在条件介 入的情况下可以发生逆过程袁D错误遥 揖对点训练 1铱 C 揖对点训练 2铱 B揖解析铱空调的温度调得越低越消耗电 能袁不符合绿色发展理念遥 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第 1课时 磁场 揖学窑知识清单铱 知识点一 磁场尧磁感线 87