第九章 静电场及其应用 章末素养提升-（配套课件）2023-2024学年高一新教材物理必修第二册 【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

DIJIUZHANG 第九章 章末素养提升 物理观念 几种常见的电荷 1.点电荷：带电体的_____、____及____________对它们之间的作用力的影响可以忽略时 2.场源电荷：________的带电体所带的电荷 3.试探电荷：放入后不影响要研究的电场及用来研究电场各点的性质的电荷 4.元电荷：最小的______，即_____所带电荷量的大小 5.比荷：带电体的______与_____的比值叫作比荷 再现素养 知识 形状 大小 电荷分布状况 激发电场 电荷量 电子 电荷量 质量 物理观念 两个定律 1.电荷守恒定律：电荷既不会_____，也不会_____，它只能从一个物体_____到另一个物体，或者从物体的一部分____到另一部分；在转移过程中，电荷的_____保持不变 2.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_____________成正比，与它们的距离的_______成反比，作用力的方向在____________。这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作_______或_______ 创生 消灭 转移 转移 总量 电荷量的乘积 二次方 它们的连线上 静电力 库仑力 物理观念 电场强度 1.定义式：E＝ (适用于_____电场) 决定式：E＝ (适用于______) 2.电场线：电场中画出假想的曲线，每点的________表示该点的_________方向，疏密表示电场的_____，特点是______、_______ 一切 点电荷 切线方向 电场强度 强弱 不闭合 不相交 科学思维 理想化模型 点电荷 控制变量法 库仑定律的探究 微小量放大法 库仑扭秤实验 比值定义法 E＝ 形象描述 电场线 科学探究 1.通过实验观察，了解静电现象，探究物体带电的本质 2.通过探究如何得出库仑定律，体会库仑扭秤实验的科学思想和方法 3.通过实验模拟和定量分析的方法，探究描述电场强弱的物理量，获得探究体验 科学态度与责任 1.会从微观的角度认识物体带电的本质 2.通过实验观察静电现象，培养严谨细致的科学态度 3.通过库仑扭秤实验的巧妙设计，体会科学思想和方法 4.通过了解生活中关于静电的利用和防护，能对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 提能综合 训练 (2019·全国卷Ⅰ)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷，Q带负电荷 D.P带负电荷，Q带正电荷 例1 √ 对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受静电力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误； 对P进行受力分析可知，Q对P的库仑力水平向右，则匀强电场对P的静电力应水平向左，所以P带负电荷，Q带正电荷，选项C错误，D正确。 (多选)(2022·弥勒四中高二阶段练习)如图所示为一对不等量异种点电荷A、B的电场线，从C点到D点的虚线为不计重力的带电粒子运动轨迹，下列说法正确的是 A.A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量 B.电场中各点的电场强度方向就是正试探电荷 所受静电力方向 C.图中没有电场线的空白区域没有电场 D.带电粒子带负电 例2 √ √ 据电场线的疏密程度可知，A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量，故A正确； 电场中正试探电荷受到的静电力方向与该点的电场方向相同，故B正确； 电场线是假想的，题图中没有电场线的空白区域也有电场，故C错误； 带电粒子仅在静电力作用下从C点运动到D点的轨迹，所受静电力指向弯曲一侧，且静电力方向与电场方向在同一直线上，可知带电粒子受到的静电力方向与电场方向相同，粒子带正电，故D错误。 (2022·勃利县高级中学高二月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为 A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Ec＝Ed>Eb C.Ea>Ec>Ed>Eb D.Ea<Eb<Ec＝Ed 例3 √ 当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的电场与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中电场强度为零。 画出电场线的大致分布如图所示。 由于a处电场线较密，c处电场线较疏， d处电场线最疏，b处电场强度为零， 则Ea>Ec>Ed>Eb，故选C。 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球(直径略比细管小)以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球 A.受到的库仑力先做正功后做负功 B.下落过程中加速度始终为g C.速度先增大后减小，射出时速度仍为v0 D.管壁对小球的弹力的最大值为 例4 √ 根据电场线分布可知带电小球受到水平向右的库仑力，电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因库仑力与速度相垂直，所以库仑力不做功，故A错误； 小球在竖直方向上只受重力作用，所以下落过程中加速度始终为g，小球做匀加速运动，故B正确，C错误； (2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为 例5 √ 取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷， 根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示， 因为两段弧长非常小，故可看成点电荷， 根据O点的合电场强度为0，则放在D点的点电荷带负电， (2023·邢台市第二中学高二阶段练习)如图，所带电荷量为Q＝＋1× 10－7 C的小球A固定在光滑绝缘桌面的上方，距桌面的高度h＝0.6 m，一个质量为m＝1×10－4 kg、电荷量q＝－4×10－8 C的小球B在桌面上以小球A在桌面上的投影点O点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为r＝0.8 m。(sin 53°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，静电力常量k＝9×109 N·m2/C2)求： (1)小球A、B之间的库仑力F的大小； 例6 答案　3.6×10－5 N 解得L＝1 m 代入数据解得F＝3.6×10－5 N (2)桌面对小球B的支持力FN的大小；(结果保留三位有效数字)； 答案　9.78×10－4 N 小球B受到重力、支持力和库仑力，如图所示 解得θ＝53° 在竖直方向，小球B受到的合力为0，即Fcos θ＋FN＝mg 代入数据可得FN≈9.78×10－4 N (3)小球B运动的线速度v的大小。 答案　0.48 m/s 代入数据可得v＝0.48 m/s。 BENKEJIESHU 本课结束 更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com eq \f(F,q) keq \f(Q,r2) eq \f(F,q) 2keq \f(qQ,d2) 小球受到的库仑力的合力水平向右，与管壁对小球的弹力大小相等，方向相反，所以当库仑力的合力最大时，弹力也就达到最大，在两个电荷连线的中垂线的中点，库仑力的合力最大，单个电荷在此点产生的库仑力大小为F1＝F2＝4k，根据矢量的合成法则，则库仑力的合力的最大值为F＝2F1＝8k，故D错误。 A.正电荷，q＝ B.正电荷，q＝ C.负电荷，q＝ D.负电荷，q＝ 则有E1＝k＝k， 由题意可知，两电场强度方向的夹角为120°，由几何关系得两者的合电场强度大小为E＝E1＝k， 在O点产生的电场强度大小为E′＝E＝k， 又E′＝k， 联立解得q＝，故选C。 由几何关系知，A、B小球间的距离L＝ 由库仑定律可得F＝ 设A、B球连线与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝eq \f(r,h) 库仑力的水平方向分力提供向心力，则有Fsin θ＝meq \f(v2,r) $$